W przeprowadzonym eksperymencie brali udział zdrowi ochotnicy obecni na symulowanych nocnych i dziennych zmianach. Jak się okazało, pracownicy nocni są bardziej podatni na uszkodzenia DNA, jednocześnie dochodzi u nich do błędnego rozplanowania mechanizmów naprawy tego DNA. Uzyskane wyniki wskazują, iż nocne zmiany zakłócają naturalne, 24-godzinne rytmy w aktywności niektórych genów związanych z rakiem. Choć należy wykonać jeszcze wiele analiz, to odkrycia te mogą pewnego dnia pomóc w zapobieganiu i leczeniu raka u pracowników nocnej zmiany. Przyjrzyjmy się bliżej tym pionierskim badaniom. 

Naukowcy z WSU Sleep and Performance Research Center and the U.S. Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) zbadali potencjalne zaangażowanie zegara biologicznego – wbudowanego mechanizmu, który utrzymuje nas w 24-godzinnym cyklu dobowym. Chociaż w mózgu istnieje centralny zegar biologiczny, prawie każda komórka ciała ma również swój własny wbudowany zegar. Ten zegar komórkowy obejmuje geny znane jako geny zegarowe, których ekspresja jest rytmiczna, co oznacza, że ​​ich poziom aktywności zmienia się w zależności od pory dnia lub nocy. Naukowcy postawili hipotezę, że ekspresja genów związanych z rakiem może być również rytmiczna, a praca na nocną zmianę może zakłócić rytmiczność tych genów.

Aby uzyskać informacje wspierające postawioną hipotezę, przeprowadzono eksperyment, symulując pracę zmianową. W ramach badania 14 uczestników spędziło tydzień w laboratorium snu w WSU Health Sciences Spokane. Połowa badanych ukończyła symulowany, trzydniowy harmonogram pracy na zmianę nocną, podczas gdy druga połowa była na symulowanym harmonogramie zmian dziennych. Po zakończeniu symulacji wszyscy uczestnicy byli utrzymywani w stałym rutynowym protokole, który jest używany do badania biologicznych rytmów generowanych wewnętrznie przez ludzi, niezależnie od wpływów zewnętrznych. Zgodnie z protokołem badani czuwali przez 24 godziny w pozycji półleżącej, przy stałej ekspozycji na światło i w temperaturze pokojowej. Dodatkowo, co godzinę otrzymywali identyczne przekąski, a co trzy godziny pobierano od nich próbkę krwi.

Analizy białych krwinek z próbek krwi wykazały, że rytmy wielu genów związanych z rakiem były inne podczas nocnej zmiany w porównaniu z dzienną zmianą. Warto zauważyć, że geny związane z naprawą DNA, które wykazywały wyraźne rytmy w warunkach zmiany dziennej, straciły swoją rytmiczność w warunkach zmiany nocnej. Następnie badacze przyjrzeli się konsekwencjom zmian w ekspresji genów związanych z rakiem. Okazało się, że białe krwinki wyizolowane z krwi uczestników nocnej zmiany wykazywały więcej dowodów na uszkodzenie DNA niż te, które pochodziły od uczestników zmiany dziennej. Następnie naukowcy postanowili wystawić wyizolowane białe krwinki na promieniowanie jonizujące w dwóch porach dnia. Jak się okazało, komórki napromieniowane wieczorem wykazywały zwiększone uszkodzenia DNA podczas nocnej zmiany w porównaniu ze zmianą dzienną. Oznacza to, iż leukocyty osób ze zmiany nocnej były bardziej podatne na zewnętrzne uszkodzenia spowodowane promieniowaniem – znanym czynnikiem uszkodzeń DNA.

Kolejnym krokiem naukowców jest przeprowadzenie tego samego eksperymentu w warunkach rzeczywistych z pracownikami zmianowymi, którzy przez wiele lat stale pracowali na dziennych lub nocnych zmianach, aby ustalić, czy u pracowników nocnych nienaprawione uszkodzenia DNA narastają w czasie, co może ostatecznie zwiększyć ryzyko powstania raka. Jeśli to, co dzieje się u pracowników zmianowych, jest zgodne z obecnymi odkryciami, praca ta mogłaby ostatecznie zostać wykorzystana do opracowania strategii profilaktycznych i leków, które mogłyby rozwiązać problem błędnego postrzegania procesów naprawy DNA. Może również stanowić podstawę strategii optymalizacji czasu terapii przeciwnowotworowej. – Pracownicy nocnej zmiany borykają się ze znacznymi dysproporcjami zdrowotnymi – od zwiększonego ryzyka chorób metabolicznych i sercowo-naczyniowych, po zaburzenia zdrowia psychicznego i raka – ocenia współautor badania, Hans Van Dongen, profesor w WSU Elson S. Floyd College of Medicine. – Najwyższy czas, abyśmy znaleźli rozwiązania diagnostyczne i terapeutyczne dla tej grupy niezbędnych pracowników, a społeczność medyczna mogła stawić czoła wyjątkowym wyzwaniom zdrowotnym – dodaje profesor.