Temperaturendringer kan være årsaken til sammenhengen mellom døgnforstyrrelser og kreft

Temperaturendringer kan være årsaken til sammenhengen mellom døgnforstyrrelser og kreft

Forstyrrelser i døgnrytmer – måten kroppen vår endrer seg på som respons på den 24-timers lys-mørke syklusen – har vært knyttet til mange forskjellige sykdommer, inkludert kreft. Sammenhengen mellom de to har så langt vært dårlig undersøkt, selv om skiftarbeidere og andre personer med uregelmessig arbeidstid jevnlig opplever disse lidelsene. Imidlertid hjelper en ny oppdagelse fra Scripps Research å svare på spørsmålet om hva som kan ligge bak denne sammenhengen.

Den overraskende sammenhengen mellom døgnforstyrrelser og kreft kan være relatert til temperaturSpille

Videokreditt: Scripps Research

Resultatene, publisert 28. september 2022 i Science Advances, viser at kroniske circadian forstyrrelser betydelig økte lungekreftveksten i dyremodeller. Ved å identifisere genene som er involvert, kaster forskerne lys over den mystiske sammenhengen mellom våre søvnvaner og sykdom, noe som kan hjelpe med alt fra å utvikle mer målrettede kreftbehandlinger til bedre overvåking av høyrisikogrupper.

Det har alltid vært mye bevis på at skiftarbeidere og andre mennesker med søvnforstyrrelser har større sannsynlighet for å utvikle kreft, og målet vårt for denne studien var å finne ut hvorfor det er det."

Katja Lamia, PhD, seniorforfatter, førsteamanuensis, Institutt for molekylær medisin, Scripps Research Institute

For å svare på dette spørsmålet brukte forskerne en musemodell med uttrykt KRAS - det mest muterte genet i lungekreft. Halvparten av musene ble holdt i en "normal" lyssyklus, det vil si 12 timer med lys og 12 timer med mørke. Den andre halvparten ble plassert på en lett syklus designet for å ligne den for skiftarbeidere, med lyse timer forskjøvet åtte timer tidligere hver annen eller tredje dag.

Resultatene stemte overens med forskernes opprinnelige antakelse: Mus som ble utsatt for de uregelmessige, skiftende lysmønstrene hadde en 68 % økt tumorbyrde.

Men da de brukte RNA-sekvensering for å bestemme de forskjellige genene som er involvert i kreftvekst, ble de overrasket over å finne at en klynge i proteinfamilien varmesjokkfaktor 1 (HSF1) var hovedårsaken.

"Dette er ikke mekanismen vi forventet her. HSF1 har vist seg å øke hastigheten på tumordannelse i flere forskjellige kreftmodeller, men det har aldri vært knyttet til døgnrytmeforstyrrelser før," sier Lamia.

HSF1-gener er ansvarlige for å sikre at proteiner fortsatt produseres riktig selv når en celle utsettes for ekstrem stress - i dette tilfellet når den opplever temperatursvingninger. Teamet mistenker at HSF1-aktiviteten øker som svar på døgnavbrudd fordi endringer i søvnsyklusene våre forstyrrer den daglige rytmen til kroppstemperaturen vår.

"Vanligvis endres kroppstemperaturen vår med en eller to grader mens vi sover. Hvis skiftarbeidere ikke opplever dette normale fallet, kan det forstyrre den normale funksjonen til HSF1-signalveien - til slutt føre til ytterligere dysregulering i kroppen." legger Lamia til. Hun mener kreftceller kan utnytte HSF1-banen til sin egen fordel og skape muterte, feilfoldede proteiner, men sier at det er behov for mer forskning på dette området.

Disse funnene former ikke bare vår forståelse av hvordan døgnrytmer påvirker kreft, men kan også gi en forebyggende mulighet til å beskytte mer sårbare grupper. Ved ikke-invasiv overvåking av kroppstemperaturen kan det være mulig å optimalisere arbeidstiden til skiftarbeidere og til og med stoppe denne typen dysregulering, som kan føre til kreft.

Med disse funnene undersøker forskerne nå om HSF1-signalering er nødvendig for å øke tumorbyrden og ikke bare er en korrelasjon.

"Nå som vi vet at det er en molekylær sammenheng mellom HSF1, døgnforstyrrelser og tumorvekst, er vår oppgave å finne ut hvordan de alle henger sammen," sier Lamia.

Kilde:

Scripps forskningsinstitutt

Referanse:

Pariollaud, M., et al. (2022) Cirkadisk forstyrrelse forbedrer HSF1-signalering og tumorigenese i Kras-relatert lungekreft. Vitenskapelige fremskritt. doi.org/10.1126/sciadv.abo1123.