Nuovo studio rivela le cause dell’incremento di cancro nei lavoratori a turni

Una recentissima indagine pubblicata in Cell Metabolism 24, 1–8, August 9, 2016, realizzata dai biologi del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno  trovato una correlazione che può spiegare il meccanismo di questo aumentato rischio per i lavoratori a turni.

Il cancro del polmone è la principale causa di decessi per cancro in tutto il mondo (Siegel et al., 2016). Nonostante l'ampia caratterizzazione degli eventi somatici che contribuiscono alla genesi e progressione del  tumore, si sa poco circa il ruolo dei fattori di rischio fisiologici, come l’alterazione del ritmo circadiano da lavoro a turni, nell’origine del tumore polmonare. Studi epidemiologici hanno dimostrato che individui che lavorano in turni notturni  sono a più alto rischio per lo sviluppo di una neoplasia maligna (Hansen, 2001; Kloog et al, 2009;. Megdal et al, 2005;. Schernhammer et al, 2001, 2006;. Viswanathan et al., 2007) o di una maggiore probabilità di prognosi infausta per cancro (Lis et al., 2003).

Negli esseri umani e nella maggior parte degli altri organismi viventi, la temporizzazione degli aspetti fondamentali della fisiologia umana, sono governate da un orologio circadiano, alimentato e regolato dalla luce. I ritmi circadiani sono oscillazioni bio-umorali che si verificano ogni 24 h; controllano una varietà di processi biologici nei sistemi viventi: il ritmo sonno-veglia, la secrezione ormonale e di varie sostanza tra cui il cortisolo e la melatonina, le variazioni della temperatura corporea, parametri legati al sistema cardio-circolatorio e regolano  attività cellulari come il metabolismo, la divisione di conseguenza anche la proliferazione delle neoformazioni. Negli esseri umani, l'orologio circadiano, si trova nel nucleo soprachiasmatico del cervello (SNC), e dalla retina riceve informazioni sui livelli di luce. Il SNC comunica queste informazioni alle cellule nel corpo, attraverso ormoni e altre molecole di segnalazione.

Il team del MIT nella ricerca sperimentale, su modello animale murino (topi), ha scoperto che due dei geni che controllano i ritmi circadiani delle cellule anche nell’uomo, funzionano come soppressori tumorali. 

In condizioni sperimentali, i ricercatori hanno osservato che l’interruzione del normale ciclo luce / buio, permette ai tumori di diventare più aggressivi, perché si ottiene una perdita di questi due geni che fungono da antagonisti dello sviluppo tumorale.

Non importa come s’interrompe “l'orologio”, troppa o nessuna esposizione alla luce, entrambe le direzioni comportano la perdita del ritmo circadiano e questo sembra guidare verso la crescita di tumori. 

All'interno delle cellule, un gene chiamato Bmal1 è responsabile dell'avviamento di altri geni che controllano funzioni e ritmi circadiani, tra cui uno chiamato Per2. Le oscillazioni giornaliere con i livelli delle proteine codificate da questi 2 geni normalmente oscillano per tutta la giornata, ma quando i normali cicli luce / buio vengono interrotti, le oscillazioni spariscono.

Lo studio aveva l’obiettivo di indagare su un possibile legame tra il cancro e questi geni, nei topi che sono stati geneticamente modificati per sviluppare un tipo di cancro al polmone conosciuto come cancro del polmone non a piccole cellule. 

Il lavoro sperimentale si è articolato in diverse fasi, in quella iniziale i topi hanno subito due differenti programmi di esposizione alla luce, un gruppo con calendario più notturno e l’altro più “normale”. Nello specifico, un gruppo di topi è vissuto con un normale programma di 12 ore di luce seguita da 12 ore di buio, mentre l'altro è andato su un calendario "jet lag": ogni due o tre giorni, sono stati esposti a ulteriori otto ore di luce . Questo imita l'interruzione dell’orologio biologico che si verifica quando gli esseri umani lavorano in turni notturni oppure viaggiano attraverso diversi fusi orari.

Nello scenario jet lag, i tumori sono cresciuti più velocemente e sono stati più aggressivi di quelli dei topi che vivevano con un normale programma luce/notte.

Nella successiva serie di esperimenti, i ricercatori hanno tenuto i topi su un programma normale luce/notte, ma hanno eliminato i geni Bmal1 e Per2, i principali regolatori del ritmo circadiano nei mammiferi e nelluomo. In questi topi, i tumori sono cresciuti più velocemente, proprio come hanno fatto nello scenario jet lag.

I ricercatori del MIT hanno anche analizzato campioni di tumore del polmone umano, trovando livelli molto bassi dei geni Bmal1 e Per2, nonché di altri importanti geni regolatori dell’orologio circadiano, carenti sia nei tumori che nel tessuto polmonare “sano” degli stessi pazienti. I tumori più aggressivi avevano livelli ancora più bassi di questi geni.

Dopo questi risultati, la ricerca va avanti, ora si  indaga sulle possibili soluzioni. Se le cellule tumorali che prendono il sopravvento a causa di un ritmo circadiano interrotto, hanno eventuali punti di debolezza, questi potrebbero essere sfruttati come potenziali bersagli farmacologici. Inoltre, il team del MIT si è impegnato nell’approfondire come le interruzioni circadiane possono influenzare altri tipi di tumori, tra cui il cancro al pancreas.

Fonte

http://www.cell.com/cell-metabolism/home