Ночная смена, частые перелеты через часовые пояса или нерегулярный режим сна не только истощают нас, но и повышают риск развития агрессивного рака молочной железы. Точный механизм и причины этого до сих пор оставались загадкой.

Новое исследование, проведенное доктором Тапасри Рой Саркар в Колледже искусств и наук Техасского университета A&M, проливает свет на эту трудноуловимую связь, обнаружив, что нарушения циркадных ритмов изменяют структуру молочных желез и ослабляют защитные силы иммунной системы, одновременно указывая на новый способ противодействия этим эффектам.

«Рак отсчитывает время. Если ваши внутренние биологические часы нарушены, рак этим пользуется — но теперь мы нашли новый способ борьбы с этим», — сказал Саркар, содиректор Центра статистической биоинформатики Колледжа искусств и наук Техасского университета A&M.

Когда часы не работают, опасность возрастает

Циркадные ритмы — наши внутренние 24-часовые биологические часы — делают гораздо больше, чем просто регулируют сон. Они помогают координировать выработку гормонов, восстановление тканей и работу иммунной системы.

При нарушении этих механизмов естественная защита организма начинает ослабевать.

«Циркадный ритм регулирует функционирование наших тканей и то, как наша иммунная система распознает опасность, — сказал Саркар. — Когда этот ритм нарушается, последствия могут быть очень опасными».

Для изучения этих эффектов исследователи использовали две группы генетически модифицированных моделей, у которых развивается агрессивный рак молочной железы. Одна группа жила в условиях нормального дневного и ночного режима, а другая — в условиях нарушенного светового цикла, что сбивало их внутренние биологические часы.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Oncogene, оказались поразительными.

Как правило, рак развивается примерно на 22-й неделе. Однако у группы с нарушенным циркадным ритмом признаки рака проявились гораздо раньше — почти на 18-й неделе.

В моделях с нарушенным циркадным ритмом опухоли также были гораздо более агрессивными и гораздо чаще распространялись на легкие, что является ключевым показателем неблагоприятного исхода у пациенток с раком молочной железы.

В то же время, нарушение внутренних биологических часов моделей подавляло иммунную защиту, создавая более благоприятную среду для роста раковых клеток.

«Дело было не только в том, что опухоли росли быстрее, — сказал Саркар. — Иммунная система активно подавлялась, создавая более благоприятные условия для выживания и распространения раковых клеток».

Но последствия затронули не только сами опухоли. Исследователи также обнаружили, что длительное нарушение циркадных ритмов изменило состав здоровой ткани молочной железы, сделав ее более уязвимой для рака.

«Мы наблюдали явные изменения в морфологии молочных желез , ткани, вырабатывающей молоко в груди», — сказал Саркар.

Обнаружен «выключатель» иммунитета.

Чтобы понять, как нарушения циркадных ритмов влияют на здоровую ткань молочной железы и подавляют иммунную защиту, исследователи более внимательно изучили внутренние структуры опухолей.

Одна молекула особенно выделялась: лейкоцитарный иммуноглобулин-подобный рецептор B4 (LILRB4), рецептор, уже известный своей способностью подавлять иммунный ответ при нескольких видах рака.

В нормальных условиях LILRB4 помогает предотвратить чрезмерное воспаление и защищает здоровые ткани.

Однако при раке этот процесс может выйти из-под контроля и стать опасным. Представьте себе LILRB4 как «выключатель» иммунной системы.

« LILRB4 действует как иммунный контрольный пункт», — сказал Саркар. «Когда мы воздействовали на LILRB4, микроокружение опухоли стало менее иммунодепрессивным, и даже в условиях нарушенного циркадного ритма мы наблюдали меньшее распространение рака».

Отключение этого иммунного контрольного пункта помогло восстановить способность иммунной системы бороться с болезнью, что указывает на новый терапевтический подход к лечению агрессивных форм рака молочной железы, связанных с нарушениями циркадных ритмов.

«Когда мы начали вмешиваться и регулировать активность LILRB4 , мы наблюдали значительное снижение метастазирования рака и роста опухолей», — сказал Саркар.

Новый контекст для известной цели: персонализированное лечение рака

Экспериментально установив связь между нарушениями циркадных ритмов и прогрессированием рака молочной железы, исследование открывает новые возможности для целенаправленной терапии пациентов, чей образ жизни или профессия создают хронический риск нарушения циркадных ритмов.

«Это исследование показывает, что может произойти, когда наши внутренние биологические часы неоднократно нарушаются, и как мы можем начать исправлять нанесенный ущерб», — сказал Саркар.

Это также предоставляет одни из самых убедительных доказательств того, что нарушение циркадных ритмов не только коррелирует с риском развития рака, но и может активно способствовать прогрессированию этого заболевания.

«В этом исследовании сон и его режим снова рассматриваются как важные факторы в прогрессировании рака и его лечении», — сказал Саркар.

В мире, который работает круглосуточно, последствия выходят далеко за пределы лаборатории. По оценкам, от 12 до 35% американцев работают по нерегулярному графику, включая ночные и сменные смены.

«Значительная часть населения работает в ночные или сменные графики, — сказала Саркар. — Поэтому понимание влияния нарушений циркадных ритмов на риск развития рака невероятно важно».

Следующий крупный проект исследовательской группы — изучение того, как можно обратить вспять последствия хронических нарушений циркадных ритмов у людей, с целью улучшения состояния здоровья работников ночной смены и других людей с нерегулярным режимом сна, таких как бортпроводники и часто путешествующие люди.

«Наша следующая цель — лучше понять, как мы можем обратить вспять последствия нарушения циркадных ритмов и способствовать улучшению здоровья человека, оказывая реальное влияние на окружающий мир», — сказал Саркар.

Рак, возможно, и отсчитывает время, но благодаря таким монументальным открытиям, как это, ученые учатся управлять этими часами.