Ein Forscherteam des Andalusischen Zentrums für Molekularbiologie und Regenerative Medizin (CABIMER) und der Universität Sevilla hat herausgefunden, dass die Tageszeit, zu der die Strahlentherapie durchgeführt wird, einen erheblichen Einfluss auf die Wirksamkeit der Behandlung bestimmter Krebsarten haben kann.
Die in Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Virgen Macarena durchgeführte Studie hat einen grundlegenden Mechanismus identifiziert, der den 24-Stunden-Tageszyklus mit der präzisen Reparatur von DNA-Brüchen verbindet.
Diese Entdeckung konzentrierte sich auf das zirkadiane Protein Cryptochrome1 (CRY1), wie die Universität Sevilla in einer Mitteilung berichtet, in der erklärt wird, dass „die Aufrechterhaltung der genomischen Stabilität für die Vermeidung von Krebs entscheidend ist” und „es daher unerlässlich ist, dass DNA-Brüche so präzise wie möglich repariert werden”.
Daher ist es relativ häufig, dass Krebszellen nicht in der Lage sind, ihre DNA effizient zu reparieren, sodass viele Krebsbehandlungen, wie beispielsweise die Strahlentherapie, diese Schwäche ausnutzen, indem sie DNA-Brüche erzeugen, die die Tumorzellen nicht reparieren können. Die neue Studie zeigt, dass die Reparatur von DNA-Brüchen in menschlichen Zellen einer zirkadianen Schwankung unterliegt, d.h., ihre Effizienz ist nicht homogen, sondern variiert zyklisch je nach Tageszeit.
In einem normalen Zyklus beim Menschen erreicht die Reparaturaktivität ihren Höhepunkt in den frühen Morgenstunden und nimmt dann bis zum Abend allmählich ab, woraufhin diese Effizienz während der Nacht wieder zunimmt.
Die Forschung hat herausgefunden, dass diese Regulierung von einer zentralen Komponente der biologischen Uhr abhängt, dem Protein CRY1. Dieses Protein fungiert auf natürliche Weise als Zeitgeber und seine Konzentration verändert sich im Tages-Nacht-Zyklus auf natürliche Weise. Tatsächlich reagiert der Reparaturprozess direkt auf den CRY1-Spiegel.
Wenn die CRY1-Spiegel niedrig sind – was beim Menschen dem frühen Morgen entspricht –, wird eine effiziente DNA-Reparatur angeregt. Wenn hingegen die CRY1-Spiegel ansteigen – was natürlich am Abend und in der Nacht geschieht –, wird die Reparatur reduziert, wodurch die Empfindlichkeit der Zellen gegenüber DNA-schädigenden Einflüssen wie ionisierender Strahlung erhöht wird.
Diese zirkadiane Regulation hat einen direkten Einfluss auf das Fortschreiten von Krebs und auf das Ansprechen auf Strahlentherapie bei bestimmten Tumoren. Die Ergebnisse der Studie legen nahe, dass die Verringerung der Reparatur, die bei hohen CRY1-Spiegeln auftritt, therapeutisch genutzt werden kann. So reagierten Brustkrebspatientinnen mit Tumoren, die höhere CRY1-Spiegel aufweisen, empfindlicher auf Strahlentherapie.
Darüber hinaus ergab eine retrospektive Analyse mit Patientendaten des Universitätskrankenhauses Virgen Macarena einen signifikanten Unterschied in der Gesamtüberlebensrate in Abhängigkeit vom Zeitpunkt der Bestrahlung. Eine Bestrahlung am späten Nachmittag oder Abend, wenn die CRY1-Spiegel auf natürliche Weise ansteigen, machte die Tumorgewebeproben empfindlicher gegenüber Strahlentherapie und verbesserte die Prognose für die Patienten. Dieser Effekt wurde beispielsweise bei Patienten mit Prostatakrebs und Brustkrebs beobachtet, nicht jedoch bei Lungenkrebs oder Gliomen.
Diese Erkenntnisse eröffnen neue Möglichkeiten zur Erforschung des therapeutischen Potenzials einer Bestrahlung zu bestimmten Tageszeiten, einem Phänomen, das als Chronoradiotherapie bekannt ist.
Quelle: Agenturen
