O modelo matemático pode ajudar a aumentar a eficácia dos medicamentos, ajustando a dosagem aos relógios circadianos

Pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveram um modelo matemático que revela como nossos ritmos circadianos podem ter impactos dramáticos na forma como nosso corpo interage com os medicamentos.

Isto poderia ajudar os médicos a prescrever medicamentos para obter o melhor efeito pretendido, sincronizando a dosagem com os relógios naturais dos seus pacientes.

“Essas descobertas fornecem uma base mecanicista para a cronoterapêutica – otimizando a eficácia dos medicamentos considerando o tempo circadiano”, disse o autor do novo estudo, Tianyong Yao, pesquisador de graduação no Departamento de Matemática da UM. “Isso poderia melhorar o tratamento de condições como TDAH, depressão e fadiga”.

O estudo, publicado na revista Biologia Computacional PLOSfocado em uma classe de medicamentos chamados inibidores da recaptação de dopamina – abreviadamente DRIs – que são usados ​​para tratar narcolepsia e depressão. Mas o modelo poderia ser generalizado para medicamentos relacionados que são usados ​​para ajudar a regular a dopamina, uma substância química que ajuda os neurônios a se comunicarem entre si. Esses medicamentos podem ser usados ​​para ajudar a controlar o vício e a doença de Parkinson, além das condições mencionadas por Yao.

“Nosso modelo matemático sugere que tomar DRIs algumas horas antes do aumento natural de dopamina em seu corpo pode ajudar a prolongar os efeitos do tratamento”, disse o autor sênior Ruby Kim, pesquisador de pós-doutorado na Michigan Medicine.

Kim e Yao construíram o modelo usando dados de um DRI conhecido como modafinil, usado para tratar a narcolepsia. Tendo dado esse passo, os médicos poderiam agora recorrer ao modelo para ajudar a prever o impacto da dose e do momento dos medicamentos com modos de ação semelhantes, disse Yao.

“Podemos examinar alguns casos mais generalizados e considerar muitas combinações diferentes de tempo de dose e concentração”, disse Yao. “O modelo poderia, portanto, ajudar os médicos a se concentrarem nos regimes mais promissores para seus pacientes”.

Kim disse que seu modelo não substitui experimentos ou ensaios clínicos, mas pode ser usado para ajudar a orientá-los.

“A dopamina pode variar muito ao longo do dia, mas não existem muitos estudos experimentais que analisem os efeitos da hora do dia”, disse ela. “Nosso estudo mostra que é importante levar esses efeitos em consideração”.

Os níveis de dopamina do nosso corpo variam naturalmente ao longo do dia, o que está ligado à atividade de certas proteínas, que, por sua vez, está ligada aos nossos ritmos circadianos. A equipe mostrou que os efeitos do modafinil podem variar acentuadamente dependendo se a pessoa toma o medicamento no ritmo ou não.

“Tomar modafinil na hora errada do dia pode desencadear picos acentuados e quedas nos níveis de dopamina, enquanto a dosagem na janela circadiana certa mantém os níveis de dopamina por muito mais tempo”, disse Yao.

O modelo também permitiu que a dupla desse um passo adiante e investigasse as interações entre o modafinil e outro relógio natural que também afeta os níveis de dopamina. Este relógio, que funciona várias vezes ao dia, em vez de apenas uma vez, é um tipo de ritmo conhecido como ritmo ultradiano.

Este ritmo ultradiano da dopamina foi descoberto em mamíferos nos últimos 10 a 15 anos, disse Yao. Como funciona não é totalmente compreendido, mas o modelo da equipa, que mostrou como os DRI prolongaram cada ciclo deste ritmo ultradiano, também pode ajudar a fornecer informações para resolver esta questão da biologia fundamental, disse ele.

“As pessoas não entendiam realmente o ritmo circadiano há 100 anos, mas reuniram evidências e apresentaram uma hipótese”, disse Yao. “É mais ou menos onde estamos com esse ritmo ultradiano.”