Promjene temperature mogle bi biti razlog za vezu između cirkadijalnog poremećaja i raka

Promjene temperature mogle bi biti razlog za vezu između cirkadijalnog poremećaja i raka

Poremećaji u cirkadijalnom ritmu – način na koji se naša tijela mijenjaju kao odgovor na 24-satni ciklus svjetlosti i tame – povezani su s mnogim različitim bolestima, uključujući rak. Povezanost između njih dosad je slabo istražena, iako smjenski radnici i druge osobe s neredovitim radnim vremenom redovito imaju ove poremećaje. Međutim, novo otkriće Scripps Research pomaže odgovoriti na pitanje što bi moglo biti iza ove korelacije.

Iznenađujuća veza između cirkadijalnog poremećaja i raka mogla bi biti povezana s temperaturomIgrati

Videozapis: Scripps Research

Rezultati, objavljeni 28. rujna 2022. u Science Advances, pokazuju da je kronični cirkadijalni poremećaj značajno povećao rast raka pluća u životinjskim modelima. Identificiranjem uključenih gena, istraživači bacaju svjetlo na tajanstvenu vezu između naših navika spavanja i bolesti, što bi moglo pomoći u svemu, od razvoja ciljanijeg liječenja raka do boljeg praćenja visokorizičnih skupina.

Oduvijek je bilo mnogo dokaza da radnici koji rade u smjenama i drugi ljudi s poremećajima spavanja imaju veću vjerojatnost da obole od raka, a naš cilj ove studije bio je otkriti zašto je tomu tako.”

dr. sc. Katja Lamia, viša autorica, izvanredna profesorica, Odjel za molekularnu medicinu, Scripps Research Institute

Kako bi odgovorili na ovo pitanje, znanstvenici su koristili model miša s izraženim KRAS-om - najčešće mutiranim genom kod raka pluća. Polovica miševa držana je u "normalnom" ciklusu osvjetljenja, tj. 12 sati svjetla i 12 sati tame. Druga polovica stavljena je u svjetlosni ciklus osmišljen tako da nalikuje smjenskim radnicima, s pomicanjem svjetlosnih sati osam sati ranije svaka dva ili tri dana.

Rezultati su bili u skladu s izvornom pretpostavkom istraživača: miševi izloženi nepravilnom, promjenjivom svjetlosnom uzorku imali su 68% veći tumorski teret.

Ali kada su upotrijebili RNA sekvenciranje za određivanje različitih gena uključenih u rast raka, iznenadili su se kada su otkrili da je klaster u obitelji proteina faktora toplinskog šoka 1 (HSF1) glavni uzrok.

"Ovo nije mehanizam koji smo ovdje očekivali. Pokazalo se da HSF1 povećava stopu stvaranja tumora u nekoliko različitih modela raka, ali nikada prije nije bio povezan s poremećajem cirkadijalnog ritma", kaže Lamia.

Geni HSF1 odgovorni su za to da se proteini i dalje pravilno proizvode čak i kada je stanica izložena ekstremnom stresu - u ovom slučaju, kada doživljava temperaturne fluktuacije. Tim sumnja da se aktivnost HSF1 povećava kao odgovor na cirkadijalni poremećaj jer promjene u našim ciklusima spavanja remete dnevni ritam naše tjelesne temperature.

"Normalno se naša tjelesna temperatura mijenja za jedan ili dva stupnja dok spavamo. Ako smjenski radnici ne dožive ovaj normalan pad, to bi moglo poremetiti normalno funkcioniranje signalnog puta HSF1 - što bi u konačnici dovelo do daljnje disregulacije u tijelu." dodaje Lamija. Ona vjeruje da bi stanice raka mogle iskoristiti put HSF1 u vlastitu korist i stvoriti mutirane, pogrešno savijene proteine, ali kaže da je potrebno više istraživanja u ovom području.

Ova otkrića ne samo da oblikuju naše razumijevanje načina na koji cirkadijalni ritmovi utječu na rak, već mogu pružiti i preventivnu priliku za zaštitu ranjivijih skupina. Neinvazivnim praćenjem tjelesne temperature moglo bi se optimizirati radno vrijeme smjenskih radnika, pa čak i zaustaviti ovu vrstu disregulacije, koja može dovesti do raka.

Uz ove nalaze, znanstvenici sada ispituju je li HSF1 signalizacija neophodna za povećanje opterećenja tumorom i nije li to samo korelacija.

"Sada kada znamo da postoji molekularna veza između HSF1, cirkadijalnog poremećaja i rasta tumora, naš je zadatak otkriti kako su svi oni povezani", kaže Lamia.

Izvor:

Istraživački institut Scripps

Referenca:

Pariollaud, M., et al. (2022) Cirkadijalni poremećaj pojačava HSF1 signalizaciju i tumorigenezu kod raka pluća povezanog s Krasom. Znanstveni napredak. doi.org/10.1126/sciadv.abo1123.