Метастатическое распространение рака молочной железы ускоряется во время сна

Метастазирование при раке молочной железы, как и при многих других видах рака, начинается с выхода злокачественных клеток в кровеносные сосуды. Авторы нового исследования, опубликованного в Nature, выяснили, что эффективность метастазирования опухолевых клеток молочной железы, вышедших в кровоток, зависит от циркадных ритмов организма, а именно, наибольшим метастатическим потенциалом обладают клетки, проникшие в кровь во время сна.

Авторы исследования брали кровь у 30 пациенток, страдающих от рака молочной железы и временно не получающих лечения, в 4 часа ночи, когда пациентки спали, и в 10 часов утра, когда они бодрствовали. Большая часть метастатических клеток (78,3%) была выявлена в образцах крови, взятых в ночное время.

Сходные результаты получили и на мышиной модели рака молочной железы. Мышам были пересажены ксенографтные образцы опухолей молочной железы человека, после чего авторы следили за количеством метастазирующих опухолевых клеток в крови животных. Как и в случае пациенток, у мышей наибольшее количество (свыше 90%) метастазирующих клеток выявили в образцах крови, взятых во время сна. Дальнейшее исследование показало, что нарушение циркадных ритмов с помощью мелатонина, изменения светового режима или инактивации одного из основных белков-регуляторов подавляет выход опухолевых клеток в кровь.

Затем ученые сравнили метастатические свойства опухолевых клеток, вышедших в кровь в разное время суток. Оказалось, что во время сна не только увеличивается выход злокачественных клеток в кровоток, но и возрастает их метастатический потенциал. Секвенирование РНК единичных клеток показало, что во время сна организма как в самой опухоли, так и в циркулирующих опухолевых клетках увеличивается экспрессия генов, связанных с митотическим делением. В опухолевых клетках, взятых во время бодрствования, напротив, увеличилась экспрессия генов, связанных с синтезом белка.

Кроме того, ученые доказали, что зависимое от циркадных ритмов увеличение экспрессии рецепторов глюкокортикоидов, андрогенов и инсулина, происходящее в ночное время в метастатических клетках, влияет на их проникновение в сосуды и пролиферацию.

Интересно, что циркулирующие опухолевые клетки, взятые в фазе покоя и введенные здоровым мышам, не только образуют опухоли более агрессивно, чем клетки, взятые у неспящих мышей: они с большей вероятностью дают начало опухоли, если их вводят спящим, а не активным животным.

Зависимость динамики метастазирования от суточного цикла, открытая авторами, может иметь практическое значение: возможно, врачам следуют внимательнее относится к времени приема лекарств. Однако полученные данные необходимо проверить в крупномасштабных клинических исследованиях.