Как обнаружено в ряде исследований, рабочие смены ночью нарушают 24 часовой ритм организма, и может привести к раковым заболеваниям. Теперь исследователи пролили свет на механизмы этого процесса.

Ученые из технологического института г. Массачусетс технологического института (МТИ) показали, что нарушение циркадного ритма приводит к неправильному функционированию двух генов-супрессоров, что может стимулировать рост опухоли.

Ведущий автор Фалес Папагианокопулос из Института интегративных исследований рака Коха при Массачусетском технологическом институте и его коллеги опубликовали результаты в журнале Cell Metabolism.

Около 15 миллионов человек в США работают в ночные смены или с нерегулярным графиком, что, как показали исследования, может иметь негативные последствия для здоровья.

Например, исследование, опубликованное в Medical News Today в прошлом году, обнаружило связь между периодической работой в ночную смену и повышенным риском смертности от сердечно-сосудистых заболеваний, рака легких и других причин.

Циркадный ритм

Циркадный ритм организма - примерный суточный часовой цикл, который регулирует сон и бодрствование в ответ на светлое и темное время суток, а сменная работа нарушает его.

Центр циркадного ритма организма (биоритмы) состоит из 20 000 нервных клеток мозга, которые обычно называются супрахиазматическим ядром. Расположенное в гипоталамусе супрахиазматическое ядро получает информацию от сетчатки глаза о времени суток темном или светлом, затем информация передается другим клеткам организма.

Папагианокопулос и его коллеги описывают два гена в пределах клеток, которые играют роль в регулировании циркадного ритма: Per2 и Bmal1.

Bmal1 отвечает за активацию гена Per2. Активированный ген Per2 включает биологические процессы, которые регулируются циркадным ритмом. В такие процессы входят: деление клеток и метаболизм. Рак развивается если нарушается порядок.

Исследователи отмечают, что белки, кодируемые этими генами, как правило, колеблются в течение дня, и колебания уменьшаются, если биоритмы нарушаются.

«Клетке нужен «светлый» сигнал, который действует как кнопка сброса на часах. Когда этот сигнал теряется, нарушается нормальный ритм в каждой клетке вашего тела», - объясняет Папагианокопулос.

Смена временных циклов (джетлаг) стимулировала рост опухоли у мышей

Для изучения ученые посмотрели, как нарушение светлых и темных циклов влияет на активность гена Per2 и Bmal1, и как это может влиять на развитие раковой опухоли. Для получения результатов команда исследователей генетически модифицировала мышей для развития немелкоклеточного рака легких, который является одной из форм рака легких, что составляет около 80-85% всех случаев.

Мышей разделили на две группы. У каждой группы были разные временные циклы (светлое и темное время), и ученые проанализировали генную активность грызунов и рост опухоли.

У одной группы был стандартный график - 12 часов света, затем 12 часов темноты. Другие группы следовали графику биоритма, который предусматривал дополнительные 8 часов света в 2-3 дня.

График смены часовых поясов имитировал циркадные нарушения ритма, которые люди испытывают работая в ночную смену, так и в разных часовых поясах.

По сравнению с мышами, соблюдавшими нормальный график, другая группа показала более быстрый и агрессивный рост раковых клеток.

Нарушение Bmal1 и Per2 приводит к росту белка, способствующего развитию рака

Далее исследователи «убрали» гены Per2 и Bmal1 у мышей в группе с нормальным расписанием ночь/день. Это тоже привело к развитию опухоли.

При дальнейшей работе ученые обнаружили, что гены Per2 и Bmal1  регулируют производство белка c-MYC. Этот белок, как известно, способствуют росту рака.

Команда объясняет, что когда гены нарушены, белок c-MYC накапливается, что вызывает увеличение клеточного метаболизма, роста и деления. Это может способствовать развитию рака.

Анализируя образцы тканей, исследователи обнаружили более низкие уровни экспрессии генов Per2 и Bmal1, а также снижение экспрессии других генов, которые регулируют циркадные ритмы.

Авторы отметили, что итоги работы показывают на то, как смена работы и других факторов, которые нарушают ритм организма, может привести к развитию злокачественной опухоли: «Мы показали, что нарушение биоритмов и изменение циркадных часов способствуют росту опухоли легких».

Папагианокопулос планирует исследовать, как нарушение циркадного ритма влияет на развитие других форм рака.

Источник: medicalnewstoday.com/articles/312064

Дата публикации: 
среда, августа 3, 2016