Эти "часовые механизмы", известные как циркадные ритмы, служат в качестве системы учета внутреннего времени биологических организмов, включая человека. Циркадные ритмы влияют на наши циклы сна - бодрствования, обмена веществ, выработки гормонов и других функций по примерно 24-часовому суточному циклу. Этот цикл работает в сочетании с внешними природными стимулами, такими как свет и температура.

В медицинской сфере уже давно известно о существовании этих циркадные ритмов. За последние полвека ученые зашли так далеко, что стали известны карты некоторых генетических схем, что управляют этими часовыми механизмами. Но то, что не было ранее известно, действует ли эта схема в каждой клетке, и в какой степени эта деятельность может отличаться в раковых клетках от обычных здоровых клеток. 

Это новое исследование находит, что циркадные ритмы работают в здоровых и раковых стволовых клетках кроветворения. Интересно, однако, что нарушая эту схему, по сути, бросая гаечный ключ в шестеренки, приводит к ухудшению часовых механизмов «жизнеспособности стволовых раковых клеток миелолейкоза», оставляя здоровые клетки крови относительно невредимым.

Команда ученых сделала свое открытие при скрининге генов на их активность, что может иметь важное значение для выживания лейкозных клеток. "Мы работали с широкими генетическими возмущениями, чтобы выполнить генетический анализ с целью определения набора генов, которые необходимы для жизнедеятельности стволовых клеток миелоидного лейкоза», - говорит Бенджамин Эберта, автор исследования. 

К удивлению исследователей, два гена, которые показали себя на этих возмущениях были Clock и Bmal1, гены, как известно, работающие вместе, в комплексе, который регулирует циркадные ритмы организма. "После выявления генов Clock и Bmal1 мы были заинтересованы, потому что роль циркадного ритма в лейкозе очень мало изучено. Мы видим это, как возможность открыть для себя новые направления в биологии», - объясняет один из авторов статьи Риши Пурам, являющийся аспирантом в лаборатории Эберта.

После подтверждения результатов с использованием дополнительных методов (в том числе с помощью системы crispr/cas9) команда ученых использовала модель со специальными мышами, у которых генетически был удален ген Bmal1 только в клетки крови. Исследователи обнаружили, что, хотя стволовые клетки не содержали ген Bmal1, необходимый для их роста, нормальные стволовые клетки крови смогли выжить. 

"Наше исследование показало, что клетки лейкемии имеют большую зависимость от циркадных ритмов: экспрессия этих двух генов имеет важное значение для выживания лейкозных клеток и что нормальные стволовые клетки крови способны выжить и без этих генов. Это именно то, что мы ищем в биологии рака - относительную зависимость раковых клеток в сравнении с нормальными клетками. Эта зависимость может стать в ближайшее время терапевтической мишенью», - говорит Бенджамин Эберт, который также является адъюнкт-профессором в Институте рака. 

"Следующий наш шаг - определить, может ли манипуляция циркадным ритмом стать полезной в лечении, либо возможно стимулировать возмущающий путь непосредственно с химиотерапией, или просто изменить способ, с помощью которого поступает дозы препаратов химиотерапии в конкретное время суток, особенно в то время, когда раковые клетки особенно уязвимы. Этот подход к лечению часто называют «хронотерапией», - говорит Пурам. Хронотерапия показала хорошие результаты при лечении других типов рака, таких как злокачественные опухоли желудочно-кишечного тракта и рака молочной железы, но такая терапия пока не была показана для лечения лейкемии.

Источник информации: www.cell.com

ПРИРОДА ПРОТИВ РАКА информирует читателей о существовании исследования, которое подтвердило связь между гормоном мелатонином и геном Bmal1. Как оказалось, мелатонин способен блокировать (подавлять) работу этого гена, что было подтверждено на основе исследований.

Стоит отметить, что речь идет в большей степени о естественном мелатонине, выработанном в организме, нежели о его лекарственной форме, которая менее эффективна натурального гормона.

Молекулярные механизмы противоопухолевых эффектов мелатонина

Из этой информации можно сделать, по крайней мере, вывод, что восстановление нормального уровня выработки мелатонина с нормализацией циркадных ритмов, способно влиять на жизнеспособность раковых клеток лейкоза.