Циркадные ритмы описывают 24-часовые внутренние часы в нашем мозге. Ритмы, которые регулируют наши циклы бодрствования и сна, происходят через циркадные часы и их реакцию на изменения света в окружающей среде. Исследователи хорошо задокументировали взаимосвязь между циркадными ритмами и режимом сна.
Кроме того, доклинические исследования с использованием моделей как на людях, так и на животных показали, что рост и репликация опухолевых клеток совпадают с нарушением циркадных часов. Нарушения циркадных ритмов способствуют росту и развитию рака. Некоторые биологические факторы, связанные с онкогенезом, нарушаются из-за сбоев в циркадных часах. В частности, иммунная система представляет собой одну из естественных систем, восприимчивых к изменениям в циркадном гомеостазе. Кроме того, циркадные ритмы влияют на клеточные функции, включая пролиферацию и восстановление повреждений ДНК, которые регулируют репликацию и подавление опухолевых клеток.
Группа исследователей, недавно опубликовавшая исследование в журнале Nature Communications, сосредоточилась на молекуле, общей как для регуляции циркадных часов, так и для развития опухолей. Исследование показывает, что эта молекула, Bmal1, на самом деле уменьшает рост опухоли при меланоме мышей.
В исследовании ученые использовали два типа клеток мышиной меланомы (YUMM2.1 и B16-F10). Удивительно, но после удаления Bmal1 из этих клеток и, таким образом, нарушения циркадных часов, опухоли росли значительно медленнее, чем когда Bmal1 оставался нетронутым.
Исследование показало, что удаление Bmal1 из клеток меланомы действительно снижает функцию циркадных часов. Кроме того, исследование показало, что интерференция с Bmal1 приводит к интерференции с другим геном-регулятором под названием HIF1.
HIF1 также играет заметную роль в росте опухоли. В отличие от большинства здоровых клеток в нашем организме, опухолевые клетки процветают в условиях с низким содержанием кислорода. HIF1 позволяет опухолям адаптироваться к опухолевому микроокружению, которое, как правило, получает меньше кислорода, чем окружающие области. Примечательно, что способность к росту опухоли вернулась, когда исследователи переэкспрессировали HIF1 в клетках меланомы, в которых отсутствовал Bmal1.
В целом, исследование показывает, что участие Bmal1 в росте опухоли зависит от контекста. Когда отсутствие Bmal1 приводит к ухудшению состояния HIF1, рост опухоли останавливается. Но, если уровень HIF1 остается высоким, роль Bmal1 становится менее выраженной, и рост опухоли восстанавливается.
После дальнейшей валидации это исследование имеет значение для режима лечения. Другие исследования показывают, что некоторые лекарства от рака работают более эффективно, если их вводить в определенное время дня. Понимание двойной роли Bmal1 в развитии опухоли и циркадном гомеостазе может помочь врачам спланировать лучшее время для помощи в терапии рака с целью повышения эффективности и результатов лечения.
