Лаборатория Борнигера выяснила, что у мышей с раком молочной железы наблюдаются отклонения в циркадных ритмах кортикостерона. Кортикостерон представляет собой ключевой гормон стресса у грызунов, у людей это кортизол. Обычно его концентрация в крови меняется в течение дня в соответствии с естественным ритмом. Ученые установили, что при раке молочной железы опухоли оказывают негативное влияние на выработку кортикостерона, что ухудшает состояние здоровья и сокращает продолжительность жизни.
«Мозг выступает в роли идеального сенсора, фиксирующего изменения, происходящие в организме», – отмечает доцент из лаборатории Колд-Спринг-Харбор Джереми Борнигер. — Но для него важен баланс. Нейроны должны проявлять активность или находиться в состоянии покоя в нужный момент. Любое отклонение от этого ритма способно сказаться на функционировании всего мозга».
Нарушения суточных ритмов часто связаны со стрессовыми реакциями, такими как бессонница и тревожность, которые нередко встречаются у пациентов с онкологическими заболеваниями. Поддержание нормального уровня гормонов стресса в организме обеспечивается системой обратной связи, известной как гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось. Гипоталамус, гипофиз и надпочечники взаимодействуют, обеспечивая регулярную смену дня и ночи. Борнигер с удивлением обнаружил, что рак молочной железы у мышей может нарушать эти ритмы ещё до формирования опухолей: «Даже до того, как опухоли стали заметными, мы зафиксировали снижение уровня кортикостерона на 40–50 %, — отметил он. — Мы заметили это всего через 3 дня после начала развития рака, что оказалось весьма любопытным».
В ходе исследования гипоталамуса было установлено, что ключевые нейроны находятся в состоянии повышенной активности, однако их продуктивность низкая. Стимуляция этих нейронов, имитирующая естественный для мышей цикл смены дня и ночи, позволила восстановить стабильные ритмы секреции гормона стресса. Это привело к проникновению противораковых иммунных клеток в опухоли молочной железы и их существенному уменьшению.
Борнигер отмечает: «Соблюдение данного ритма в определенное время суток усилило способность иммунной системы подавлять раковые клетки — это весьма необычно, и мы продолжаем исследовать механизм этого процесса. Замечено, что при проведении аналогичной стимуляции в другое время суток, результата не наблюдается. Следовательно, для достижения противоракового эффекта крайне важно придерживаться установленного ритма в подходящее время».
В настоящее время специалисты исследуют, каким образом опухоли влияют на нормальные биологические процессы организма. Борнигер выразил надежду, что данная работа позволит улучшить применяемые на данный момент способы терапии. «Особенно ценно то, что мы не использовали противораковые препараты для лечения мышей, — отмечает он. — Наша цель состояла в том, чтобы максимально поддерживать здоровье подопытных животных с точки зрения их физиологии. Сам по себе этот факт способствует борьбе с раком. В будущем это может повысить действенность существующих подходов и заметно уменьшить токсичность многих из них».
[Фото: Borniger lab/CSHL]