С ремонтом ДНК клетки хуже всего справляются утром. Это лучшие часы для проведения химиотерапии, зато самые неблагоприятные для загара.
Врачи-онкологи давно заметили, что эффективность химиотерапии, которую получают раковые больные, зависит от времени суток. Но отсутствие убедительных доказательств не давало им возможности точно учитывать фактор времени в лечении. Теперь такие доказательства появились благодаря работе ученых из Университета Северной Каролины (University of North Carolina) в Чапел Хилл (Chapel Hill).
Действие многих лекарств, которые применяют для химиотерапии рака, основано на повреждении ДНК. Но любые клетки, в том числе и раковые, обладают системой для ремонта – восстановления поврежденных или вырезанных участков нуклеотидной цепочки. Этим занимаются специальные ферменты, объединенные в «ремонтную бригаду». В здоровых клетках эта ферментая система противостоит их перерождению в раковые, а в раковых клетках она же противостоит химиотерапии.
Ремонтная бригада работает по часам
Не только физиологические, но и биохимические процессы в организме синхронизированы и подчиняются суточным (циркадным) ритмам. Центральные часы, задающие ритм, расположены в определенной области мозга. Исследователи решили изучить работу ферментных ремонтных систем и посмотреть, есть ли в их активности суточная цикличность.
«Если атаковать раковые клетки в то время, когда их возможности ремонта ДНК минимальны, химиотерапия подействует более эффективно», -- объясняет сотрудник центра изучения рака Университета Северной Каролины (UNC Lineberger Comprehensive Cancer Center) доктор медицины Азиз Санкар (Aziz Sancar).
Санкар и его коллеги проследили за суточным поведением ферментных ремонтных систем в ткани мозга мыши. Они нашли, что способность к репарации ДНК минимальна в ранние утренние часы и достигает максимума вечером. Затем ученые изучили каждый из шести ферментов, составляющих «ремонтную бригаду» ДНК, и нашли, что уровень одного из них – фермента XPA (Xeroderma pigmentosum complementation group A) -- возрастает и падает синхронно с циркадными ритмами организма. Поскольку все ферменты работают согласованно, от уровня одного из них зависит работа всей системы репарации. Так исследователи показали, что способность клеток к ремонту ДНК подчиняется циркадным ритмам.
Как повысить эффективность лекарств
На следующем этапе Санкар собирается изучить эти циклические колебания активности ремонтной системы в другой ткани – в семенниках мыши. Этот объект привлек внимание ученых, поскольку цисплатин – лекарство, которое применяют для лечения рака семенников, убивает раковые клетки именно таким способом – повреждая их ДНК.
Хотя цисплатин считается чудодейственным лекарством, врачи знают, что и он не всегда излечивает от рака семенников. А что касается других видов рака, например, рака прямой кишки, яичников, легких, то тут он не слишком эффективен. Санкар надеется, что если проводить химиотерапию в часы максимального ослабления защиты раковых клеток, лекарство подействует гораздо лучше.
Когда же можно загорать?
Проведенное исследование имеет и другую сторону. В те часы, когда раковые клетки наименее защищены от химиотерапии, уязвимы и обычные клетки организма. В эти часы их ДНК в большей степени может повреждаться вредными факторами, например, ультрафиолетовым излучением. Это имеет прямое отношение к пребыванию на солнце.
И отсюда следует совершенно неожиданный вывод, не совпадающий с широко распространенным мнением о том, когда солнечные лучи наиболее опасны. Считается, что безопасно загорать, чтобы избежать рака кожи, можно в утренние часы.
«Но если мы покажем, что суточные колебания в активности ремонтных систем справедливы и для человека, то выходит, что наиболее безопасное время для загара – это послеполуденное время с 2 до 6, а наиболее опасное – с 6 до 10 утра», -- говорит Санкар.
Правда, для вычисления безопасного времени загара надо учитывать еще и количество ультрафиолетовых лучей в солнечном излучении, которые, собственно, и повреждают ДНК. А интенсивность УФ-излучения максимальна от 10 до 15 часов. Так что для получения точной рекомендации лучше еще немного посчитать.
Статья будет опубликована в январском номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences
