Naukowcy odkryli, że rak piersi może zakłócić wewnętrzny zegar mózgu niemal natychmiast po wystąpieniu nowotworu, nie zauważając tego. U myszy guzy spłaszczyły naturalny dobowy rytm hormonów stresu, zakłócając pętlę sprzężenia zwrotnego między mózgiem a ciałem, która reguluje stres, sen i odporność. Co ciekawe, gdy naukowcy przywrócili prawidłowy rytm dnia i nocy w niektórych neuronach mózgu, cykle hormonów stresu powróciły, komórki odpornościowe zalały guzy, a zmiany nowotworowe zmniejszyły się – bez użycia leków przeciwnowotworowych.

„Mózg jest niezwykle czułym czujnikiem wszystkiego, co dzieje się w organizmie” – mówi Jeremy Borniger, adiunkt w Cold Spring Harbor Laboratory. „Ale potrzebuje równowagi. Neurony muszą być aktywne lub nieaktywne we właściwym czasie. Jeśli ten rytm jest nawet nieznacznie niezrównoważony, może to zmienić funkcjonowanie całego mózgu”. Równowaga ta zależy od starannie skoordynowanych wzorców aktywności. Jeśli te wzorce ulegną nawet niewielkiemu odchyleniu, zdolność mózgu do regulowania organizmu może zostać zakłócona na wiele sposobów.

Rak piersi zmienia codzienny cykl hormonów stresu

W przypadku raka piersi codzienny cykl hormonów stresu, zwłaszcza kortyzolu, często ulega zmianie. Podczas gdy u zdrowych osób kortyzol gwałtownie wzrasta rano po przebudzeniu i spada nieprzerwanie przez cały dzień, wiele pacjentek z rakiem piersi wykazuje spłaszczony wzorzec dobowy. Poranny wzrost kortyzolu jest często osłabiony lub opóźniony, podczas gdy poziom kortyzolu pozostaje podwyższony wieczorem i w nocy. W rezultacie zanika normalna różnica między wysokim poziomem rano i niskim wieczorem.

Zmiany te są spowodowane głównie przewlekłą aktywacją osi stresu. Stres psychologiczny spowodowany diagnozą i terapią, utrzymujący się niepokój i zaburzenia snu, a także procesy zapalne pochodzące z guza, wpływają na regulację osi podwzgórze-przysadka-nadnercza. Terapie przeciwnowotworowe mogą również dodatkowo zaburzać rytm kortyzolu. Trwale zmieniony cykl hormonu stresu wiąże się z wyraźnym zmęczeniem, problemami ze snem i upośledzoną funkcją odpornościową, a w niektórych badaniach powiązano go z mniej korzystnym postępem choroby.

W badaniach na myszach laboratorium Bornigera odkryło, że rak piersi zaburza normalny rytm okołodobowy, tj. naturalny cykl dzień-noc uwalniania hormonu stresu. U gryzoni hormonem tym jest kortykosteron, podczas gdy u ludzi jest to kortyzol. W zdrowych warunkach poziom tych hormonów wzrasta i spada w przewidywalnych momentach w ciągu dnia. Naukowcy odkryli, że guzy piersi spłaszczyły ten normalny wzorzec. Zamiast się wahać, poziom kortykosteronu pozostawał nienaturalnie stały. Ta utrata rytmu wiązała się z gorszą jakością życia i wyższą śmiertelnością myszy.

Resetowanie rytmów mózgu przywraca odpowiedź immunologiczną

Wiadomo już, że zaburzone rytmy okołodobowe przyczyniają się do problemów związanych ze stresem, takich jak bezsenność i lęk, które są powszechne u pacjentów z rakiem. Rytmy te są regulowane przez sieć sprzężenia zwrotnego znaną jako oś HPA. Podwzgórze (H), przysadka mózgowa (P) i nadnercza (A) współpracują ze sobą, aby utrzymać hormony stresu w zdrowym rytmie.

Borniger był zaskoczony tym, jak wcześnie doszło do tego zaburzenia. U myszy rak piersi zmieniał rytm hormonów stresu, zanim guzy były fizycznie wykrywalne. „Jeszcze zanim guzy stały się wyczuwalne, zaobserwowaliśmy osłabienie rytmu kortykosteronu o 40 do 50%” – powiedział. „Byliśmy w stanie zaobserwować to w ciągu trzech dni od wywołania raka, co było bardzo interesujące”.

Poprawa fizjologii w celu wsparcia leczenia raka

Dokładniejsze zbadanie podwzgórza (centrum kontroli w mózgu, które łączy bodźce zewnętrzne, wewnętrzne stany ciała i informacje emocjonalne oraz wykorzystuje sygnały nerwowe i hormonalne, aby utrzymać ciało w równowadze) ujawniło, że niektóre neurony utknęły w stanie ciągłej aktywności, ale wytwarzały tylko słabe sygnały. Kiedy naukowcy stymulowali te neurony, aby przywrócić normalny wzorzec dzień-noc, rytm hormonów stresu powrócił do normy. Ten reset miał niezwykły efekt. Przeciwnowotworowe komórki odpornościowe zaczęły atakować guzy piersi, a guzy znacznie się zmniejszyły. Borniger wyjaśnia:

„Egzekwowanie tego rytmu o właściwej porze dnia zwiększyło zdolność układu odpornościowego do walki z rakiem – cojest bardzo dziwne i wciąż próbujemy dokładnie zrozumieć, jak to działa. Interesujące jest to, że ta sama stymulacja o niewłaściwej porze dnia nie daje już takiego efektu. Więc naprawdę trzeba mieć ten rytm we właściwym czasie, aby osiągnąć ten efekt przeciwnowotworowy”.

Zespół badawczy pracuje obecnie nad zrozumieniem, w jaki sposób nowotwory zakłócają normalny rytm organizmu. Borniger uważa, że ten kierunek badań może ostatecznie wzmocnić istniejące metody leczenia raka. „Naprawdę fajne jest to, że nie leczyliśmy myszy lekami przeciwnowotworowymi” – mówi. „Skupiamy się na zapewnieniu, że pacjent jest tak fizjologicznie zdrowy, jak to tylko możliwe. Już samo to zwalcza raka. Może to pewnego dnia pomóc zwiększyć skuteczność istniejących strategii leczenia i znacznie zmniejszyć toksyczność wielu z tych terapii”.