Perturbarea ritmurilor biologice duce la îmbătrânirea prematură a pielii

Oamenii de știință au studiat rolul ritmurilor biologice zilnice (ritmuri circadiene) în capacitatea regenerativă a celulelor stem ale pielii. Perturbarea acestor ritmuri duce la îmbătrânirea prematură a țesuturilor și la un risc crescut de a dezvolta tumori ale pielii, inclusiv cancer.

Oamenii de știință de la Centrul pentru Reglementare Genomică au realizat un studiu care va fi publicat în revista Nature. Acesta descrie rolul ritmurilor circadiene, sau ceasurilor biologice interne, asupra activității umane pe parcursul zilei, precum și impactul acestora asupra funcției celulelor stem ale pielii responsabile de regenerarea zilnică a pielii.

Celulele stem sunt responsabile pentru reînnoirea constantă a elementelor celulare ale pielii, înlocuindu-le pe cele care și-au epuizat deja capacitățile funcționale ca urmare a activității vitale. Funcționarea corectă a celulelor stem este foarte importantă pentru menținerea țesuturilor într-o stare normală pe tot parcursul ciclului de viață al organismului. În timpul zilei, pielea este expusă la diverse substanțe nocive, cum ar fi lumina ultravioletă din timpul zilei și agenți patogeni precum bacteriile și virusurile. Funcția principală a pielii este de a proteja organismul de acești potențiali agenți patogeni, acționând ca un fel de barieră, separând corpul nostru de lumea exterioară.

Oamenii de știință implicați în studiu au descoperit că activitatea celulelor stem ale pielii este reglată de un ceas biologic intern și că funcționarea corectă a acestui ceas este esențială pentru menținerea țesutului într-o stare sănătoasă. Acest ceas reglează activitatea celulelor stem astfel încât, de exemplu, în timpul expunerii maxime la lumină, celulele sunt capabile să se protejeze de radiațiile dăunătoare, în timp ce seara și noaptea se divid și restaurează țesutul, înlocuind celulele deteriorate cu unele sănătoase. Astfel, ceasul biologic permite celulelor stem să se dividă într-un moment în care pielea nu mai este expusă la posibili factori externi nocivi și nu devine atât de vulnerabilă ca urmare a acumulării de mutații în ADN, ceea ce ar putea duce la o pierdere a capacității regenerative sau la un risc crescut de dezvoltare tumorală.

„Ceasul biologic controlează cu precizie comportamentul temporal al celulelor stem, astfel încât sistemul se adaptează nevoilor țesuturilor în funcție de momentul zilei. Dacă acest control este perturbat, celulele stem încep să acumuleze ADN deteriorat, iar probabilitatea îmbătrânirii celulare și a dezvoltării tumorilor cutanate crește semnificativ”, spune Salvador Aznar Benitah, coordonatorul studiului.

Genele BMAL1 și period1/2 sunt responsabile pentru controlul acestui ritm, reglând activitatea celulară în timpul fazelor de regenerare și de repaus. Prin manipularea genetică a ambelor gene, oamenii de știință au dovedit că perturbarea ritmurilor biologice din celulele pielii duce la faptul că celulele stem nu mai știu ce funcție să îndeplinească și, ca urmare, la îmbătrânirea celulară prematură și acumularea de ADN mutant.

Ritmurile circadiene organizează toate funcțiile noastre biologice în funcție de ciclurile naturale de lumină și întuneric. Rezultatele studiului au arătat că regenerarea pielii, care previne îmbătrânirea și dezvoltarea cancerului de piele, este, de asemenea, supusă acestor ritmuri. Pe măsură ce îmbătrânim, aceste ritmuri biologice tind să se întrerupă. Oamenii de știință cred că aceste întreruperi pot duce în cele din urmă la perturbări ale potențialului regenerativ al țesuturilor noastre și la dezvoltarea tumorilor.

În viitor, oamenii de știință doresc să efectueze studii suplimentare pentru a înțelege de ce ceasul biologic se perturbă odată cu vârsta și dacă este posibil să se dezvolte metode de restabilire a ritmurilor circadiene pentru a încetini procesul de degenerare a țesuturilor și a reduce riscul dezvoltării tumorilor.