Jak komórki nowotworowe tracą swój (dobowy) rytm?
Nieśmiertelność i niekontrolowane podziały komórek to podstawowe różnice pomiędzy komórkami nowotworowymi a normalnymi.
Jednym z możliwych wyjaśnień tego stanu może być uszkodzenie wewnętrznego zegara biologicznego w komórkach nowotworowych przez co nie może on regulować podziału komórek w takim stopniu jaki robi to w normalnych komórkach.
Zegar biologiczny jest to mechanizm pozwalający na synchronizację procesów życiowych organizmów do cyklicznie powtarzających się zmian w zewnętrznych warunkach środowiska. Badacze od dawna obserwowali, że szczyt podziału normalnych komórek od organizmów jednokomórkowych do ludzi włącznie przypada w określonych porach dnia. Obserwacja ta może być potraktowane jako pośredni dowód, że proces podziału komórek jest regulowany przez swoisty wewnętrzny zegar biologiczny. Wiadomo na przykład, że komórki w ustach człowieka, mają tendencję do dzielenia się wieczorem, tuż przed zapadnięciem zmroku. Co oczywiście łatwo wytłumaczyć z ewolucyjnego punktu widzenia, jak mówi główny autor cytowanej publikacji „światło ultrafioletowe jest jednym z głównych przyczyn mutacji. Komórki są szczególnie podatne na mutacje w trakcie swoich podziałów i dlatego organizmy, których komórki dzielą się w nocy chronią się przed możliwością niepotrzebnych mutacji"
Aby potwierdzić tezę, że w komórkach nowotworowych nie działa swoisty zegar biologiczny kontrolujący podziały komórkowe autorzy zaprojektowali i zbudowali specjalny system monitorowania podziału komórek w czasie rzeczywistym. Opracowano specjalny "marker" cząsteczkę zawierającą gen, który produkuje enzym wytwarzający zielone światło. Wstawiono ten "marker" do genomu komórki tak, aby wytwarzał świecenie podczas podziału komórki. Pojawienie się światła w każdym podziale komórkowym powaliło naukowcom na wykorzystanie kamery, która w sposób ciągły mierzy tempo zmian podziałów komórkowych przez długi okres czasu.
Eksperyment pokazał, że badana linia nieśmiertelnych komórek (unieśmiertelnione szczurze fibroblasty ponieważ wiadomo, że komórki te dzielą się zgodnie z rytmem zegarów biologicznych) posiadała funkcjonujące zegary biologiczne, ale nie miały one wpływu na tempo, w jakim dzielą się i rozwijają komórki. Autorzy wyciągnęli wniosek, ze zegary biologiczne w komórkach nowotworowych są wyłączone.
Jeśli teoria ta zostanie potwierdzona przez dalsze badania, odkrycie to może pomóc w rozwoju nowych terapii anty-nowotworowych. Jak mówi główny autor jeśli można znaleźć lek, który przywraca kontrolę nad zegarem biologicznym podziału komórek raka, może to ograniczyć wzrost nowotworu.
