Forstyrrelse af biologiske rytmer fører til for tidlig ældning af huden

Forskere har undersøgt rollen af daglige biologiske rytmer (døgnrytmer) i hudens stamcellers regenerative kapacitet. Forstyrrelse af disse rytmer fører til for tidlig ældning af væv og en øget risiko for at udvikle hudtumorer, herunder kræft.

Forskere fra Center for Genomisk Regulering har gennemført et studie, der skal offentliggøres i tidsskriftet Nature. Det beskriver rollen af døgnrytmer, eller interne biologiske ure, på menneskelig aktivitet i løbet af dagen, samt deres indvirkning på funktionen af hudstamceller, der er ansvarlige for den daglige hudregenerering.

Stamceller er ansvarlige for den konstante fornyelse af hudens cellulære elementer og erstatter dem, der allerede har udtømt deres funktionelle kapacitet som følge af livsaktivitet. Korrekt funktion af stamceller er meget vigtig for at opretholde væv i en normal tilstand gennem hele kroppens livscyklus. I løbet af dagen udsættes huden for forskellige skadelige stoffer, såsom ultraviolet lys i løbet af dagen, og patogener såsom bakterier og vira. Hudens hovedfunktion er at beskytte kroppen mod disse potentielle patogener ved at fungere som en slags barriere, der adskiller vores krop fra omverdenen.

Forskerne involveret i undersøgelsen opdagede, at aktiviteten af hudstamceller reguleres af et internt biologisk ur, og at dette urs korrekte funktion er afgørende for at opretholde vævet i en sund tilstand. Dette ur regulerer stamcellernes aktivitet på en sådan måde, at cellerne for eksempel under maksimal lyseksponering er i stand til at beskytte sig mod skadelig stråling, mens de om aftenen og natten deler sig og genopretter væv og erstatter beskadigede celler med sunde. Det biologiske ur tillader således stamceller at dele sig på et tidspunkt, hvor huden ikke længere er udsat for mulige eksterne skadelige faktorer og ikke bliver så sårbar som følge af ophobning af mutationer i DNA, hvilket kan føre til tab af regenerativ kapacitet eller en øget risiko for tumorudvikling.

"Det biologiske ur styrer præcist stamcellernes tidsmæssige adfærd, så systemet tilpasser sig vævenes behov afhængigt af tidspunktet på dagen. Hvis denne kontrol forstyrres, begynder stamcellerne at akkumulere beskadiget DNA, og sandsynligheden for cellulær aldring og udvikling af hudtumorer stiger betydeligt," siger Salvador Aznar Benitah, koordinator for studiet.

BMAL1- og period1/2-generne er ansvarlige for at kontrollere denne rytme og regulere cellulær aktivitet under regenererings- og hvilefaserne. Ved genetisk at manipulere begge gener har forskere bevist, at forstyrrelse af biologiske rytmer i hudceller fører til, at stamceller ikke ved, hvilken funktion de skal udføre, og som følge heraf - for tidlig cellulær aldring og ophobning af mutant DNA.

Døgnrytmer organiserer alle vores biologiske funktioner i henhold til naturlige cyklusser af lys og mørke. Resultaterne af undersøgelsen viste, at hudregenerering, som forhindrer aldring og udvikling af hudkræft, også er underlagt disse rytmer. Når vi ældes, har disse biologiske rytmer en tendens til at nedbrydes. Forskere mener, at disse nedbrydninger i sidste ende kan føre til forstyrrelser i vores vævs regenerative potentiale og udvikling af tumorer.

I fremtiden ønsker forskerne at udføre yderligere undersøgelser for at forstå, hvorfor det biologiske ur forstyrres med alderen, og om det er muligt at udvikle metoder til at genoprette døgnrytmen for at bremse processen med vævsdegeneration og reducere risikoen for tumorudvikling.