Температурните промени може да са причина за връзката между циркадните смущения и рака

Температурните промени може да са причина за връзката между циркадните смущения и рака

Смущенията в циркадните ритми – начинът, по който телата ни се променят в отговор на 24-часовия цикъл светлина-тъмнина – са свързани с много различни заболявания, включително рак. Връзката между двете досега е слабо проучена, въпреки че работниците на смени и други хора с ненормирано работно време редовно изпитват тези нарушения. Въпреки това, ново откритие от Scripps Research помага да се отговори на въпроса какво може да стои зад тази корелация.

Изненадващата връзка между циркадните смущения и рака може да е свързана с температуратаИграйте

Видео кредит: Scripps Research

Резултатите, публикувани на 28 септември 2022 г. в Science Advances, показват, че хроничните циркадни нарушения значително увеличават растежа на белодробния рак при животински модели. Чрез идентифициране на участващите гени изследователите хвърлят светлина върху мистериозната връзка между нашите навици на сън и болестта, която може да помогне във всичко - от разработването на по-целенасочени лечения на рак до по-добро наблюдение на високорисковите групи.

Винаги е имало много доказателства, че работниците на смени и други хора с нарушения на съня са по-склонни да развият рак и нашата цел на това проучване беше да разберем защо е така.

Катя Ламия, д-р, старши автор, доцент, Катедра по молекулярна медицина, Изследователски институт Scripps

За да отговорят на този въпрос, учените са използвали модел на мишка с експресиран KRAS - най-често мутиралият ген при рак на белия дроб. Половината от мишките са държани в "нормален" светлинен цикъл, т.е. 12 часа светлина и 12 часа тъмнина. Другата половина бяха поставени на светлинен цикъл, проектиран да наподобява този на работещите на смени, като светлинните часове се изместват осем часа по-рано на всеки два или три дни.

Резултатите са в съответствие с първоначалното предположение на изследователите: мишките, изложени на нередовни, променящи се светлинни модели, имат 68% увеличен туморен товар.

Но когато използваха секвениране на РНК, за да определят различните гени, участващи в растежа на рака, те бяха изненадани да открият, че клъстер в семейството протеини на фактора на топлинния шок 1 (HSF1) е основната причина.

„Това не е механизмът, който очаквахме тук. Доказано е, че HSF1 увеличава скоростта на образуване на тумори в няколко различни модела на рак, но никога преди не е бил свързван с нарушаване на циркадния ритъм“, казва Ламиа.

HSF1 гените са отговорни за гарантирането, че протеините все още се произвеждат правилно, дори когато клетката е изложена на екстремен стрес - в този случай, когато изпитва температурни колебания. Екипът подозира, че активността на HSF1 се увеличава в отговор на циркадните смущения, тъй като промените в нашите цикли на сън нарушават ежедневния ритъм на телесната ни температура.

"Обикновено телесната ни температура се променя с един или два градуса, докато спим. Ако работниците на смени не изпитат този нормален спад, това може да наруши нормалното функциониране на сигналния път на HSF1 - в крайна сметка да доведе до по-нататъшна дисрегулация в тялото." добавя Ламия. Тя вярва, че раковите клетки могат да използват пътя на HSF1 в своя полза и да създадат мутирали, неправилно нагънати протеини, но казва, че са необходими повече изследвания в тази област.

Тези констатации не само оформят нашето разбиране за това как циркадните ритми влияят на рака, но могат също така да предоставят превантивна възможност за защита на по-уязвимите групи. Чрез неинвазивно наблюдение на телесната температура би могло да бъде възможно да се оптимизира работното време на работещите на смени и дори да се спре този тип дисрегулация, която може да доведе до рак.

С тези открития учените сега проучват дали сигнализирането на HSF1 е необходимо за увеличаване на туморното бреме и не е просто корелация.

„Сега, когато знаем, че има молекулярна връзка между HSF1, циркадните нарушения и туморния растеж, нашата задача е да разберем как всички те са свързани“, казва Ламия.

източник:

Изследователски институт Скрипс

Справка:

Pariollaud, M., et al. (2022) Циркадното прекъсване подобрява сигнализирането на HSF1 и туморогенезата при рак на белия дроб, свързан с Kras. Научни постижения. doi.org/10.1126/sciadv.abo1123.