Teplotní změny by mohly být důvodem pro spojení mezi cirkadiánním narušením a rakovinou

Teplotní změny by mohly být důvodem pro spojení mezi cirkadiánním narušením a rakovinou

Poruchy cirkadiánních rytmů – způsob, jakým se naše těla mění v reakci na 24hodinový cyklus světlo-tma – jsou spojovány s mnoha různými nemocemi, včetně rakoviny. Souvislost mezi těmito dvěma je zatím málo prozkoumána, ačkoli pracovníci na směny a další lidé s nepravidelnou pracovní dobou tyto poruchy pravidelně zažívají. Nový objev od Scripps Research však pomáhá odpovědět na otázku, co by mohlo být za touto korelací.

Překvapivá souvislost mezi cirkadiánním narušením a rakovinou může souviset s teplotouHrát

Video kredit: Scripps Research

Výsledky publikované 28. září 2022 v Science Advances ukazují, že chronické narušení cirkadiánního dne významně zvýšilo růst rakoviny plic na zvířecích modelech. Identifikací zúčastněných genů vědci vrhají světlo na záhadné spojení mezi našimi spánkovými návyky a nemocemi, což by mohlo pomoci ve všem, od vývoje cílenější léčby rakoviny až po lepší sledování vysoce rizikových skupin.

Vždy existovalo mnoho důkazů o tom, že pracovníci na směny a další lidé s poruchami spánku mají větší pravděpodobnost vzniku rakoviny, a naším cílem pro tuto studii bylo zjistit, proč tomu tak je.“

Katja Lamia, PhD, hlavní autorka, docentka, Ústav molekulární medicíny, Scripps Research Institute

K zodpovězení této otázky použili vědci myší model s exprimovaným KRAS – nejčastěji mutovaným genem u rakoviny plic. Polovina myší byla držena v „normálním“ světelném cyklu, tj. 12 hodin světla a 12 hodin tmy. Druhá polovina byla umístěna na světelný cyklus navržený tak, aby připomínal světelný cyklus pracovníků na směny, přičemž světelné hodiny se každé dva nebo tři dny posunuly o osm hodin dříve.

Výsledky byly v souladu s původním předpokladem výzkumníků: Myši vystavené nepravidelným, měnícím se světelným vzorům měly o 68 % vyšší nádorovou zátěž.

Ale když použili sekvenování RNA k určení různých genů podílejících se na růstu rakoviny, byli překvapeni, když zjistili, že hlavní příčinou byl shluk v rodině proteinů faktoru tepelného šoku 1 (HSF1).

"Toto není mechanismus, který jsme zde očekávali. Bylo prokázáno, že HSF1 zvyšuje rychlost tvorby nádorů v několika různých modelech rakoviny, ale nikdy předtím nebyl spojen s narušením cirkadiánního rytmu," říká Lamia.

Geny HSF1 jsou zodpovědné za to, že proteiny jsou stále správně vyráběny, i když je buňka vystavena extrémnímu stresu – v tomto případě, když zažívá teplotní výkyvy. Tým má podezření, že aktivita HSF1 se zvyšuje v reakci na cirkadiánní narušení, protože změny v našich spánkových cyklech narušují denní rytmus naší tělesné teploty.

"Za normálních okolností se naše tělesná teplota během spánku změní o jeden nebo dva stupně. Pokud pracovníci na směny nezaznamenají tento normální pokles, mohlo by to narušit normální fungování signální dráhy HSF1 - což v konečném důsledku povede k další dysregulaci v těle." dodává Lamia. Věří, že rakovinné buňky by mohly využít cestu HSF1 ke svému vlastnímu prospěchu a vytvořit mutované, špatně složené proteiny, ale říká, že v této oblasti je zapotřebí více výzkumu.

Tato zjištění nejen formují naše chápání toho, jak cirkadiánní rytmy ovlivňují rakovinu, ale mohou také poskytnout preventivní příležitost k ochraně zranitelnějších skupin. Neinvazivním sledováním tělesné teploty by mohlo být možné optimalizovat pracovní dobu pracovníků na směny a dokonce zastavit tento typ dysregulace, která může vést k rakovině.

S těmito zjištěními nyní vědci zkoumají, zda je signalizace HSF1 nezbytná pro zvýšení nádorové zátěže a nejde jen o korelaci.

„Nyní, když víme, že existuje molekulární spojení mezi HSF1, cirkadiánním narušením a růstem nádoru, je naším úkolem zjistit, jak jsou všechny propojeny,“ říká Lamia.

Zdroj:

Scripps Research Institute

Odkaz:

Pariollaud, M., a kol. (2022) Cirkadiánní narušení zvyšuje HSF1 signalizaci a tumorigenezi u rakoviny plic související s Krasem. Vědecké pokroky. doi.org/10.1126/sciadv.abo1123.