Cómo el reloj biológico y el ritmo circadiano influyen en la prevención del cáncer

El reloj biológico de los seres humanos es el “marcapasos” que regula los procesos fisiológicos del organismo. Entre estas funciones se destacan los latidos del corazón, la presión arterial, la respiración y la actividad reproductiva. Nuestro cronómetro interno coordina las funciones críticas como los patrones de sueño, los niveles hormonales, la temperatura corporal y el metabolismo.

Los ritmos circadianos (del latín circa, que significa ‘alrededor de’ y dies, que significa ‘día’) son oscilaciones biológicas que se repiten con un ciclo de aproximadamente un día y responden principalmente a la luz y la oscuridad en el ambiente (los ciclos de sueño-vigilia). Todos los animales incluidos los seres humanos y las plantas muestran algún tipo de variación rítmica fisiológica (tasa metabólica, producción de calor, floración, etcétera) que suele estar asociada a los ritmos circadinanos.

Los ciclos circadianos alterados se asocian con trastornos de sueño como el insomnio, además de enfermedades como la obesidad, la diabetes, la depresión y el trastorno afectivo estacional. Estas alteraciones también afectan el funcionamiento del sistema inmune, las defensas de nuestro cuerpo ante el ataque de virus, bacterias y de diversas patologías, como el cáncer.

En ese sentido, una serie de estudios científicos recientes, analizó cuál es el impacto de los ciclos del reloj biológico en el desarrollo y el tratamiento de distintos tipos de cáncer.

Un estudio publicado en Trends in Cell Biology en marzo de este año analizó cómo los ritmos circadianos afectan las funciones celulares involucradas en la formación y progresión de los tumores. Según la investigación, debido a que nuestro reloj biológico gobierna los tiempos del organismo y delimita algunos aspectos esenciales, como el sueño y la vigilia, también puede afectar el desarrollo, diagnóstico y tratamiento del cáncer.

Investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) de Zurich describieron cómo los ritmos circadianos impactan en la progresión de un tumor y detallaron cómo sería posible mejorar las terapias si se consideraran los horarios en que los pacientes se someten a pruebas de cáncer y los momentos en que reciben terapias para mejorar el éxito del tratamiento.

“A pesar de los avances en el descubrimiento de vulnerabilidades, la identificación de biomarcadores y el desarrollo de tratamientos más eficientes, el cáncer sigue siendo una amenaza debido a su capacidad de progresar mientras adquiere resistencia a la terapia. El ritmo circadiano gobierna la mayoría de las funciones celulares implicadas en la progresión del cáncer, por tanto, abre nuevas direcciones prometedoras en la lucha contra la metástasis”, explicaron los especialistas en su documento.

“La formación de metástasis basada en el ritmo circadiano debe verse como una oportunidad para intervenir de la manera más oportuna y efectiva. La cronoterapia promete ser una valiosa opción de tratamiento alternativo en la lucha contra el cáncer”, indicó Nicola Aceto, uno de los autores principales de la investigación, especialista perteneciente al Departamento de Biología del Instituto de Ciencias de la Salud Molecular del Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH).

Los científicos suizos señalaron que la vinculación de los ritmos circadianos a las terapias oncológicas, puede reducir la gravedad de los efectos secundarios experimentados por los pacientes y también puede afectar la eficacia del tratamiento. Por ejemplo, los autores citaron un estudio reciente en el que los pacientes con melanoma que recibieron medicamentos inmunoterapéuticos antes de las 4:30 p.m. tenían casi el doble de probabilidades de sobrevivir que los pacientes que recibieron el tratamiento más tarde ese mismo día.

El año pasado, un estudio dirigido por la Universidad de California en Irvine, EEUU, señaló cómo el reloj circadiano influye en el crecimiento celular, el metabolismo y la progresión tumoral. La investigación también reveló cómo la interrupción del reloj circadiano afecta la estabilidad del genoma y las mutaciones que pueden impulsar aún más las vías críticas de promoción de tumores en el intestino.

En este estudio, los investigadores encontraron que tanto la alteración genética como la alteración ambiental del reloj circadiano contribuyen a la mutación del supresor tumoral de la Poliposis Coli Adenomatosa (APC, por sus siglas en inglés), que se encuentra en la gran mayoría de los cánceres colorrectales humanos. “Estamos empezando a comprender las razones por las que suceden estas cosas”, dijo Selma Masri, bióloga circadiana de la Universidad de California en Irvine, a la revista Scientific American.

Cuando el estudio fue publicado la científica había declarado: “Sorprendentemente, hemos visto un aumento alarmante en varios cánceres de aparición temprana, incluido el cáncer colorrectal. La causa subyacente de esta mayor incidencia de cáncer en adultos de entre 20 y 30 años sigue sin estar definida. Sin embargo, según nuestros hallazgos, ahora creemos que la interrupción del reloj circadiano juega un papel importante”.

La científica investigó cómo la interrupción circadiana impulsa la progresión del cáncer de colon al interferir con la forma en que se expresan ciertos genes. La conexión con el cáncer se produce a través de varios mecanismos: la interrupción circadiana afecta las vías metabólicas, las reacciones químicas que producen energía en el cuerpo y también altera la función inmunológica. Asimismo, compromete la fidelidad de la reparación del ADN en las células. Las células humanas adultas se dividen cada 18 a 24 horas, y una función del reloj circadiano es decirles a las células que lo hagan durante la noche para evitar que la luz del sol dañe el ADN.

“Cuando el reloj se interrumpe, las células no saben cuándo dividirse. Pueden dividirse más rápido y convertirse en un tumor”, declaró el biólogo Satchidananda Panda del Instituto Salk de Estudios Biológicos a Scientific American.

En sintonía con estos estudios, un artículo de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos publicado el año pasado indicó que “la alteración del ritmo circadiano puede dañar los sistemas biológicos que ayudan a prevenir el cáncer. Por ejemplo, además de fomentar el sueño, la melatonina también puede frenar el crecimiento de tumores y proteger contra la propagación de células cancerosas”.

“Los animales de laboratorio cuyos días y noches fueron alterados en experimentos científicos tenían niveles reducidos de melatonina y tasas mayores de cáncer o crecimiento de tumores”, agregó el reporte basado en datos del Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) de EEUU.

El informe de los CDC apuntó que “los estudios entre el personal de enfermería y otros trabajadores de turnos de noche mostraron un mayor riesgo de cáncer de mama que no pudo ser explicado con los antecedentes reproductivos, los factores del estilo de vida, el índice de masa corporal o la situación socioeconómica. En la mayoría de los estudios, se encontró un riesgo excesivo de cáncer de mama principalmente en las mujeres que habían trabajado en turnos de noche por muchos años o en una frecuencia alta, o que habían trabajado una gran cantidad en turnos de noche a lo largo de sus vidas”.

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