Temperatuurveranderingen kunnen de reden zijn voor het verband tussen circadiane verstoring en kanker

Temperatuurveranderingen kunnen de reden zijn voor het verband tussen circadiane verstoring en kanker

Verstoringen in het circadiane ritme – de manier waarop ons lichaam verandert als reactie op de 24-uurs licht-donkercyclus – zijn in verband gebracht met veel verschillende ziekten, waaronder kanker. Het verband tussen beide is tot nu toe slecht onderzocht, hoewel ploegenarbeiders en andere mensen met onregelmatige werktijden regelmatig last hebben van deze stoornissen. Een nieuwe ontdekking van Scripps Research helpt echter bij het beantwoorden van de vraag wat er achter deze correlatie zou kunnen zitten.

Het verrassende verband tussen circadiane verstoring en kanker kan verband houden met temperatuurToneelstuk

Videocredit: Scripps Research

De resultaten, gepubliceerd op 28 september 2022 in Science Advances, laten zien dat chronische verstoring van de biologische klok de groei van longkanker in diermodellen aanzienlijk verhoogde. Door de betrokken genen te identificeren, werpen onderzoekers licht op het mysterieuze verband tussen onze slaapgewoonten en ziekten, wat zou kunnen helpen bij alles, van het ontwikkelen van meer gerichte kankerbehandelingen tot het beter monitoren van risicogroepen.

Er is altijd veel bewijs geweest dat ploegenarbeiders en andere mensen met slaapstoornissen een grotere kans hebben om kanker te ontwikkelen, en ons doel van deze studie was om erachter te komen waarom dat zo is.”

Katja Lamia, PhD, senior auteur, universitair hoofddocent, afdeling Moleculaire Geneeskunde, Scripps Research Institute

Om deze vraag te beantwoorden, gebruikten de wetenschappers een muismodel met tot expressie gebracht KRAS – het meest gemuteerde gen bij longkanker. De helft van de muizen werd in een ‘normale’ lichtcyclus gehouden, namelijk 12 uur licht en 12 uur donker. De andere helft werd op een lichtcyclus geplaatst die was ontworpen om te lijken op die van ploegenarbeiders, waarbij de lichturen elke twee of drie dagen acht uur eerder werden verschoven.

De resultaten kwamen overeen met de oorspronkelijke aanname van de onderzoekers: muizen die werden blootgesteld aan de onregelmatige, veranderende lichtpatronen hadden een 68% verhoogde tumorlast.

Maar toen ze RNA-sequencing gebruikten om de verschillende genen te bepalen die betrokken zijn bij de groei van kanker, ontdekten ze tot hun verrassing dat een cluster in de heat shock factor 1 (HSF1)-eiwitfamilie de hoofdoorzaak was.

"Dit is niet het mechanisme dat we hier hadden verwacht. Van HSF1 is aangetoond dat het de snelheid van tumorvorming verhoogt in verschillende kankermodellen, maar het is nog nooit eerder in verband gebracht met verstoring van het circadiane ritme", zegt Lamia.

HSF1-genen zijn ervoor verantwoordelijk dat eiwitten nog steeds correct worden geproduceerd, zelfs wanneer een cel wordt blootgesteld aan extreme stress – in dit geval wanneer deze temperatuurschommelingen ervaart. Het team vermoedt dat de HSF1-activiteit toeneemt als reactie op circadiane verstoring, omdat veranderingen in onze slaapcycli het dagelijkse ritme van onze lichaamstemperatuur verstoren.

"Normaal gesproken verandert onze lichaamstemperatuur met één of twee graden terwijl we slapen. Als werknemers in ploegendienst deze normale daling niet ervaren, kan dit de normale werking van de HSF1-signaalroute verstoren - wat uiteindelijk kan leiden tot verdere ontregeling in het lichaam." voegt Lamia eraan toe. Ze gelooft dat kankercellen de HSF1-route in hun eigen voordeel zouden kunnen exploiteren en gemuteerde, verkeerd gevouwen eiwitten kunnen creëren, maar zegt dat er op dit gebied meer onderzoek nodig is.

Deze bevindingen bepalen niet alleen ons begrip van de invloed van circadiane ritmes op kanker, maar kunnen ook een preventieve mogelijkheid bieden om meer kwetsbare groepen te beschermen. Door op niet-invasieve wijze de lichaamstemperatuur te monitoren, zou het mogelijk kunnen zijn de werktijden van ploegenarbeiders te optimaliseren en zelfs dit soort ontregeling, dat tot kanker kan leiden, te stoppen.

Met deze bevindingen onderzoeken de wetenschappers nu of HSF1-signalering noodzakelijk is voor het verhogen van de tumorlast en niet alleen maar een correlatie is.

“Nu we weten dat er een moleculair verband bestaat tussen HSF1, circadiane verstoring en tumorgroei, is het onze taak om uit te zoeken hoe ze allemaal met elkaar verbonden zijn”, zegt Lamia.

Bron:

Scripps-onderzoeksinstituut

Referentie:

Pariollaud, M., et al. (2022) Circadiaanse verstoring verbetert HSF1-signalering en tumorigenese bij Kras-gerelateerde longkanker. Wetenschappelijke vooruitgang. doi.org/10.1126/sciadv.abo1123.