Verstoringen in het circadiane ritme – de manier waarop ons lichaam verandert als reactie op de 24-uurs licht- en donker cyclus – zijn in verband gebracht met veel verschillende ziekten, waaronder kanker. Het verband tussen de twee is slecht begrepen, hoewel arbeiders in ploegen en anderen met onregelmatige schema’s deze verstoringen regelmatig ervaren. Maar een nieuwe ontdekking van Scripps Research helpt te beantwoorden wat er achter deze correlatie kan zitten.
De bevindingen, gepubliceerd in Science Advances op 28 september 2022, benadrukken dat chronische circadiane verstoring de groei van longkanker in diermodellen aanzienlijk verhoogde. Door de betrokken genen te identificeren, belichtten de onderzoekers de mysterieuze link tussen onze slaappatronen en ziekte, die alles zou kunnen helpen informeren, van het ontwikkelen van meer gerichte kankerbehandelingen tot het beter monitoren van risicogroepen.
“Er is altijd veel bewijs geweest dat arbeiders in ploegen en anderen met verstoorde slaapschema’s hogere kankerpercentages hebben, en onze missie voor deze studie was om erachter te komen waarom”, zegt senior auteur Katja Lamia, PhD, universitair hoofddocent bij de afdeling van Moleculaire Geneeskunde.
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 gehuisvest in een “normale” lichtcyclus, dat wil zeggen 12 uur licht en 12 uur donker. De andere helft was gehuisvest in een lichtcyclus die moest lijken op die van arbeiders in ploegen, waarbij de lichturen elke twee of drie dagen acht uur vroeger werden verschoven.
De bevindingen kwamen overeen met wat de onderzoekers aanvankelijk dachten: muizen die werden blootgesteld aan de onregelmatige, verschuivende lichtpatronen hadden een verhoogde tumorlast van 68%.
Maar toen ze RNA-sequencing gebruikten om de verschillende genen te bepalen die betrokken zijn bij de groei van kanker, waren ze verrast dat een verzameling in de heat shock factor 1 (HSF1)-familie van eiwitten de belangrijkste boosdoener was.
“Dit is niet het mechanisme dat we hier verwachtten te vinden. Van HSF1 is aangetoond dat het de tumorvorming in verschillende kankermodellen verhoogt, maar het is nog nooit eerder in verband gebracht met circadiane verstoring, “zegt Lamia.
HSF1-genen zijn verantwoordelijk om ervoor te zorgen dat eiwitten nog steeds correct worden gemaakt, zelfs als een cel onder extreme stress staat, in dit geval wanneer deze veranderingen in temperatuur ervaart. Het team vermoedt dat HSF1-activiteit wordt verhoogd 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 arbeiders in ploegen die normale daling niet ervaren, kan dit interfereren met hoe de HSF1-route normaal werkt – en uiteindelijk leiden tot meer ontregeling in het lichaam,” voegt Lamia eraan toe. Ze gelooft dat kankercellen de HSF1-route in hun eigen voordeel kunnen benutten en mutante, verkeerd gevouwen eiwitten kunnen creëren, maar zegt dat er meer onderzoek nodig is op dit gebied.
Deze bevindingen helpen niet alleen ons begrip te vormen van hoe circadiane ritmes kanker beïnvloeden, maar ook mogelijk een preventieve manier om meer kwetsbare groepen die risico lopen te beschermen. Door niet invasieve bewaking van de lichaamstemperatuur kan het mogelijk zijn om de schema’s van arbeiders in ploegen te optimaliseren en zelfs dit soort ontregeling, dat tot kanker kan leiden, een halt toe te roepen.
Met deze ontdekkingen in de hand, evalueren de wetenschappers nu of HSF1-signalering nodig is om de tumorlast te verhogen en niet alleen een correlatie is.
“Nu we weten dat er een moleculair verband is tussen HSF1, circadiane verstoring en tumorgroei, is het onze taak om te bepalen hoe ze allemaal met elkaar verbonden zijn”, zegt Lamia.
Vertaling: Andre Teirlinck