Temperaturförändringar kan vara orsaken till sambandet mellan dygnsstörningar och cancer

Temperaturförändringar kan vara orsaken till sambandet mellan dygnsstörningar och cancer

Störningar i dygnsrytmen – hur våra kroppar förändras som svar på 24-timmars ljus-mörkercykeln – har kopplats till många olika sjukdomar, inklusive cancer. Sambandet mellan de två har hittills varit dåligt undersökt, även om skiftarbetare och andra personer med oregelbundna arbetstider regelbundet upplever dessa störningar. Men en ny upptäckt från Scripps Research hjälper till att svara på frågan om vad som kan ligga bakom denna korrelation.

Det överraskande sambandet mellan dygnsstörningar och cancer kan vara relaterat till temperaturSpela

Videokredit: Scripps Research

Resultaten, publicerade 28 september 2022 i Science Advances, visar att kroniska dygnsstörningar avsevärt ökade lungcancertillväxten i djurmodeller. Genom att identifiera de inblandade generna belyser forskarna det mystiska sambandet mellan våra sömnvanor och sjukdomar, vilket kan hjälpa till med allt från att utveckla mer riktade cancerbehandlingar till bättre övervakning av högriskgrupper.

Det har alltid funnits många bevis för att skiftarbetare och andra personer med sömnstörningar är mer benägna att utveckla cancer, och vårt mål för den här studien var att ta reda på varför det är så."

Katja Lamia, PhD, senior författare, docent, Institutionen för molekylär medicin, Scripps Research Institute

För att svara på denna fråga använde forskarna en musmodell med uttryckt KRAS - den vanligaste muterade genen i lungcancer. Hälften av mössen hölls i en "normal" ljuscykel, det vill säga 12 timmars ljus och 12 timmars mörker. Den andra hälften sattes på en lätt cykel utformad för att likna den för skiftarbetare, med ljusa timmar skiftade åtta timmar tidigare varannan eller var tredje dag.

Resultaten överensstämde med forskarnas ursprungliga antagande: Möss som exponerades för de oregelbundna, föränderliga ljusmönstren hade en 68% ökad tumörbörda.

Men när de använde RNA-sekvensering för att bestämma de olika generna som är involverade i cancertillväxt, blev de förvånade över att finna att ett kluster i proteinfamiljen värmechockfaktor 1 (HSF1) var huvudorsaken.

"Det här är inte den mekanism vi förväntade oss här. HSF1 har visat sig öka hastigheten för tumörbildning i flera olika cancermodeller, men det har aldrig varit kopplat till dygnsrytmstörningar tidigare", säger Lamia.

HSF1-gener är ansvariga för att säkerställa att proteiner fortfarande tillverkas korrekt även när en cell utsätts för extrem stress - i det här fallet när den upplever temperaturfluktuationer. Teamet misstänker att HSF1-aktiviteten ökar som svar på dygnsstörningar eftersom förändringar i våra sömncykler stör den dagliga rytmen av vår kroppstemperatur.

"Normalt förändras vår kroppstemperatur med en eller två grader medan vi sover. Om skiftarbetare inte upplever detta normala fall kan det störa den normala funktionen hos HSF1-signalvägen - vilket i slutändan leder till ytterligare dysreglering i kroppen." tillägger Lamia. Hon tror att cancerceller kan utnyttja HSF1-vägen till sin egen fördel och skapa muterade, felveckade proteiner, men säger att mer forskning behövs på detta område.

Dessa fynd formar inte bara vår förståelse av hur dygnsrytmer påverkar cancer, utan kan också ge en förebyggande möjlighet att skydda mer utsatta grupper. Genom att icke-invasivt övervaka kroppstemperaturen skulle det kunna vara möjligt att optimera arbetstiden för skiftarbetare och till och med stoppa denna typ av oreglering, som kan leda till cancer.

Med dessa fynd undersöker forskarna nu om HSF1-signalering är nödvändig för att öka tumörbördan och inte bara är en korrelation.

"Nu när vi vet att det finns ett molekylärt samband mellan HSF1, dygnsstörningar och tumörtillväxt, är vår uppgift att ta reda på hur de alla hänger ihop", säger Lamia.

Källa:

Scripps forskningsinstitut

Hänvisning:

Pariollaud, M., et al. (2022) Circadian störning förbättrar HSF1-signalering och tumörbildning i Kras-relaterad lungcancer. Vetenskapliga framsteg. doi.org/10.1126/sciadv.abo1123.