Teplotné zmeny by mohli byť dôvodom prepojenia medzi cirkadiánnym narušením a rakovinou

Teplotné zmeny by mohli byť dôvodom prepojenia medzi cirkadiánnym narušením a rakovinou

Poruchy cirkadiánnych rytmov – spôsob, akým sa naše telá menia v reakcii na 24-hodinový cyklus svetlo-tma – sú spojené s mnohými rôznymi chorobami, vrátane rakoviny. Súvislosť medzi nimi bola doteraz nedostatočne preskúmaná, hoci pracovníci na zmeny a iní ľudia s nepravidelným pracovným časom pravidelne zažívajú tieto poruchy. Nový objav od Scripps Research však pomáha odpovedať na otázku, čo môže byť za touto koreláciou.

Prekvapivá súvislosť medzi cirkadiánnym narušením a rakovinou môže súvisieť s teplotouHrať

Video kredit: Scripps Research

Výsledky publikované 28. septembra 2022 v Science Advances ukazujú, že chronické narušenie cirkadiánneho dňa výrazne zvýšilo rast rakoviny pľúc na zvieracích modeloch. Identifikáciou zahrnutých génov výskumníci vrhajú svetlo na záhadné spojenie medzi našimi spánkovými návykmi a chorobami, čo by mohlo pomôcť vo všetkom, od vývoja cielenejšej liečby rakoviny až po lepšie monitorovanie vysoko rizikových skupín.

Vždy bolo veľa dôkazov, že pracovníci na zmeny a iní ľudia s poruchami spánku majú väčšiu pravdepodobnosť vzniku rakoviny a naším cieľom pre túto štúdiu bolo zistiť, prečo tomu tak je.“

Katja Lamia, PhD, hlavná autorka, docentka, Katedra molekulárnej medicíny, Scripps Research Institute

Na zodpovedanie tejto otázky vedci použili myšací model s exprimovaným KRAS – najčastejšie mutovaným génom pri rakovine pľúc. Polovica myší bola držaná v „normálnom“ svetelnom cykle, t. j. 12 hodín svetla a 12 hodín tmy. Druhá polovica bola umiestnená na svetelnom cykle navrhnutom tak, aby sa podobal cyklu pracovníkov na zmeny, pričom svetelné hodiny sa každé dva alebo tri dni posúvali o osem hodín skôr.

Výsledky boli v súlade s pôvodným predpokladom výskumníkov: Myši vystavené nepravidelným meniacim sa svetelným vzorom mali o 68 % zvýšenú nádorovú záťaž.

Ale keď použili sekvenovanie RNA na určenie rôznych génov podieľajúcich sa na raste rakoviny, boli prekvapení, keď zistili, že hlavnou príčinou bol klaster v rodine proteínov faktora tepelného šoku 1 (HSF1).

"Toto nie je mechanizmus, ktorý sme tu očakávali. Ukázalo sa, že HSF1 zvyšuje rýchlosť tvorby nádorov v niekoľkých rôznych modeloch rakoviny, ale nikdy predtým to nebolo spojené s narušením cirkadiánneho rytmu," hovorí Lamia.

Gény HSF1 sú zodpovedné za zabezpečenie toho, aby sa proteíny stále vyrábali správne, aj keď je bunka vystavená extrémnemu stresu – v tomto prípade, keď zažíva teplotné výkyvy. Tím má podozrenie, že aktivita HSF1 sa zvyšuje v reakcii na cirkadiánne narušenie, pretože zmeny v našich spánkových cykloch narúšajú denný rytmus našej telesnej teploty.

"Za normálnych okolností sa naša telesná teplota počas spánku zmení o jeden alebo dva stupne. Ak pracovníci na zmeny nezaznamenajú tento normálny pokles, mohlo by to narušiť normálne fungovanie signálnej dráhy HSF1 - čo v konečnom dôsledku povedie k ďalšej dysregulácii v tele." dodáva Lamia. Verí, že rakovinové bunky by mohli využiť dráhu HSF1 vo svoj vlastný prospech a vytvoriť zmutované, nesprávne poskladané proteíny, ale hovorí, že v tejto oblasti je potrebný ďalší výskum.

Tieto zistenia nielen formujú naše chápanie toho, ako cirkadiánne rytmy ovplyvňujú rakovinu, ale môžu tiež poskytnúť preventívnu príležitosť na ochranu zraniteľnejších skupín. Neinvazívnym monitorovaním telesnej teploty by mohlo byť možné optimalizovať pracovný čas pracovníkov na zmeny a dokonca zastaviť tento typ dysregulácie, ktorý môže viesť k rakovine.

S týmito zisteniami vedci teraz skúmajú, či je signalizácia HSF1 potrebná na zvýšenie nádorovej záťaže a nie je to len korelácia.

„Teraz, keď vieme, že existuje molekulárne spojenie medzi HSF1, cirkadiánnym narušením a rastom nádoru, našou úlohou je zistiť, ako sú všetky spojené,“ hovorí Lamia.

Zdroj:

Scrippsov výskumný ústav

Referencia:

Pariollaud, M., a kol. (2022) Cirkadiánne narušenie zvyšuje signalizáciu HSF1 a tumorigenézu pri rakovine pľúc súvisiacej s Krasom. Vedecké pokroky. doi.org/10.1126/sciadv.abo1123.