Een team van onderzoekers van het Andalusisch Centrum voor Moleculaire Biologie en Regeneratieve Geneeskunde (CABIMER) en de Universiteit van Sevilla heeft ontdekt dat het tijdstip van de dag waarop de bestralingstherapie wordt uitgevoerd, een aanzienlijke invloed kan hebben op de effectiviteit van de behandeling van bepaalde soorten kanker.
Het onderzoek, dat werd uitgevoerd in samenwerking met het Universitair Medisch Centrum Virgen Macarena, heeft een fundamenteel mechanisme geïdentificeerd dat de 24-uurscyclus van de dag koppelt aan het nauwkeurig herstellen van DNA-breuken.
Deze ontdekking richtte zich op het circadiane eiwit Cryptochrome1 (CRY1), zoals de Universiteit van Sevilla meldt in een persbericht waarin wordt uitgelegd dat “het behoud van genomische stabiliteit cruciaal is voor het voorkomen van kanker” en “het daarom essentieel is dat DNA-breuken zo nauwkeurig mogelijk worden hersteld”.
Het komt dan ook relatief vaak voor dat kankercellen niet in staat zijn om hun DNA efficiënt te herstellen, zodat veel kankerbehandelingen, zoals bestralingstherapie, van deze zwakte profiteren door DNA-breuken te veroorzaken die de tumorcellen niet kunnen herstellen. De nieuwe studie toont aan dat het herstel van DNA-breuken in menselijke cellen onderhevig is aan circadiane schommelingen, d.w.z. dat de efficiëntie ervan niet homogeen is, maar cyclisch varieert naargelang het tijdstip van de dag.
In een normale cyclus bij mensen bereikt de reparatieactiviteit haar hoogtepunt in de vroege ochtenduren en neemt vervolgens geleidelijk af tot de avond, waarna deze efficiëntie tijdens de nacht weer toeneemt.
Onderzoek heeft aangetoond dat deze regulering afhankelijk is van een centraal onderdeel van de biologische klok, het eiwit CRY1. Dit eiwit fungeert op natuurlijke wijze als tijdgever en de concentratie ervan verandert op natuurlijke wijze in de dag-nachtcyclus. Het reparatieproces reageert namelijk direct op het CRY1-niveau.
Als het CRY1-niveau laag is – wat bij mensen overeenkomt met de vroege ochtend – wordt een efficiënte DNA-reparatie gestimuleerd. Wanneer het CRY1-gehalte daarentegen stijgt – wat natuurlijk ’s avonds en ’s nachts gebeurt – wordt het herstel verminderd, waardoor de gevoeligheid van de cellen voor DNA-beschadigende invloeden zoals ioniserende straling toeneemt.
Deze circadiane regulering heeft een directe invloed op de progressie van kanker en op de respons op bestralingstherapie bij bepaalde tumoren. De resultaten van de studie suggereren dat de vermindering van het herstel die optreedt bij hoge CRY1-niveaus therapeutisch kan worden benut. Zo reageerden borstkankerpatiënten met tumoren die hogere CRY1-niveaus vertonen gevoeliger op bestralingstherapie.
Bovendien bleek uit een retrospectieve analyse van patiëntgegevens van het universitair ziekenhuis Virgen Macarena dat er een significant verschil was in de totale overlevingskans, afhankelijk van het tijdstip van bestraling. Bestraling in de late namiddag of avond, wanneer de CRY1-spiegels op natuurlijke wijze stijgen, maakte de tumorweefselmonsters gevoeliger voor bestralingstherapie en verbeterde de prognose voor de patiënten. Dit effect werd bijvoorbeeld waargenomen bij patiënten met prostaatkanker en borstkanker, maar niet bij longkanker of gliomen.
Deze bevindingen openen nieuwe mogelijkheden voor onderzoek naar het therapeutische potentieel van bestraling op bepaalde tijdstippen van de dag, een fenomeen dat bekend staat als chronoradiotherapie.
Bron: agentschappen
