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Bonjour, bienvenue sur notre blog, réalisé dans le cadre des TPE, consacré a l'étude de la cancérogènese et ses facteurs, dans la limite des connaissances actuelles en médecine.
Nous sommes deux élèves de première scientifique qui se sont un jour posé la question : " qu'est-ce qui provoque le cancer, et comment ?"

nous répondrons à cette problématique suivant le plan suivant :

-introduction

-I) l'apparition du cancer
-I-1) l'initiation
-I-2) la promotion
-I-3) des exemples de mutations

-transition

II) les facteurs cancérogènes
II-1) les facteurs chimiques
II-2) les facteurs physiques
II-3) les facteurs biologiques : les virus

- le cancer aujourd'hui

- conclusion

- remerciements

- lexique

- bibliographie

Introduction

Bien que l’on pense souvent que le cancer est une maladie nouvelle de notre siècle due au changement de notre mode de vie, c’est une affliction bien plus vieille que l’homme. En effet, plusieurs os de dinosaures présentant des signes de tumeurs osseuses on été retrouvés et datés à plus de 80 millions d’année avant Jésus Christ. Dès 3500 avant l’ère chrétienne, des parchemins de médecine égyptiens, indiens, persans et mésopotamiens traitent déjà de cette maladie mais c’est au IVème siècle avant JC qu’Hippocrate donne la première description de ce qu’il appelle « carcinome » c'est-à-dire « tumeur dure, non inflammatoire, avec tendance à la récidive et à la généralisation, amenant une issue fatale ».

Durant tout le moyen âge, on ne trouve de meilleurs traitement que la saigné pour soigner le cancer et même l’idée d’extraire grossièrement les tumeurs de façon chirurgicale est sujet à débats. Ce n’est qu’en 1775 que Perceval pott, un chirurgien anglais, découvre l’incidence de l’environnement sur le cancer par l’intermédiaire d’un rapprochement chez les ramoneurs de l’exposition à la suie et du cancer du scrotum. L’emploie du microscope permet aussi d’émettre au XVIIIème siècle la première hypothèse sur l’origine cellulaire du cancer et cette théorie est confirmé au début du XXème siècle par l’emploie des rayons X et des radiations qui apparaisse comme premier traitement efficace contre les tumeurs.

Le cancer est une maladie cellulaire qui se caractérise par la multiplication anarchique de cellules ayant pour base une seule cellule mutée immortelle et se multipliant a l’infinie. Lors de la phase dite de «promotion» et «d’onciogenese». Cet amat de cellules grossit pour former une tumeur qui finit par devenir visible a l’œil nue. Lors de ces même phases, la tumeur développe des liaison avec les tissus environnants pour les détruire ou les compresser et c’est de là que vient le mal provoqué par le cancer. De plus, à proximité des vaisseaux sanguins ou lymphatiques, des petits morceau de la tumeur, les métastases, peuvent se détacher et profiter de la circulation des fluides pour se déplacer dans l’organisme et infecter d’autre partie du corps. Ainsi le cancer peut passer de localisée ( une seule tumeur dans une partie du corps très précise) à généralisé. Le cancer peut toucher toute les organes et tissus du corps excepté le cœur ( ce qui reste un mystère pour la médecine actuelle ).

La cancérogenèse (suite de réactions aboutissant au cancer) peut avoir de multiples causes, à la fois exogènes ( venant de l’extérieur de l’organisme) qu’endogènes ( ayant pour origine l’intérieur de l’organisme ). Depuis les cinquante dernières années, le public a été beaucoup sensibilisé aux facteur de la vie courante qui induisent directement ou indirectement le cancer comme le tabac, l’alcool, les rayons ultraviolets ( UV ) … Ces facteurs appelés facteurs cancérigènes sont sujets de nombreuses études de la part du monde médical car si quelques un d’entre eux sont très bien connus ( tabac, radiation…), certain ne sont que suspectés par des études statistiques et tandis que d’autres ne sont constituent des mystères pour le corps scientifique.

La question que nous nous posons est donc la suivante : « Comment et pourquoi le cancer apparait-il ? »

Tout d’abords, nous essayerons de décrire les deux phases majeures de la cancérogenèse que sont l’initiation et la promotion pour répondre au "comment" puis nous verrons quels sont les facteur environnementaux qui peuvent influer a n’importe quel moment de cette cancérogenèse, favorisant ainsi l’apparition du cancer pour répondre au "pourquoi".

I : L’apparition du cancer

La cancérogenèse, qui correspond à la suite de toutes les étapes de l’apparition d’un cancer, est composée de quatre étapes :

-la phase de pré cancer : elle correspond à toutes les modifications génétiques qui font de la cellule, une cellule cancéreuse. On l’appelle aussi initiation.

-la phase de promotion : c’est la phase durant laquelle la première cellule cancéreuse crée un clone qui pourra ensuite se multiplier de façon anarchique pour former la tumeur.

-la phase d’anciogénèse : durant cette phase, la tumeur crée une interface appelée stroma avec les tissus environnants pour les envahir tout en continuant à grossir.

-la phase de stroma-réaction : cette dernière phase est celle durant laquelle la structure de la tumeur devient complexe tout en continuant à grossir. C’est durant cette ultime phase que les métastases peuvent se former et passer dans le système sanguin ou lymphatique.

Nous parleront ici des deux premières phases car c’est durant ces étapes que les facteurs environnementaux qui nous intéressent peuvent se manifester.

progression du cancer :

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I-1) L'initiation

La première phase de la cancérogenèse est appelée initiation. Durant cette phase, la cellule subit les modifications qui la rendront cancéreuse. Comme on peut s’en douter, ces modifications sont avant tout génétiques. Elles concernent donc la modification de certains gènes.

Dans l’ADN, deux types de gènes cohabitent pour contrôler la mitose cellulaire (division cellulaire), d’un coté il y a les proto-oncogènes qui favorisent la multiplication cellulaire (on en a identifié actuellement plus de 100 dont les plus connus sont Ha-ras, myc, ou abl) et de l’autre les gènes suppresseurs de tumeur qui ralentissent la mitose (le plus connu étant p53). En temps normal, ces deux types de gènes cohabitent pour former la coopération oncogénique : phénomène d’équilibre qui permet à la cellule de se multiplier selon les besoins de l’organisme.

Le cancer étant avant tout le résultat de la multiplication anarchique des cellules, on comprend donc que les modifications génétiques causant le cancer se portent surtout sur ces deux types de gènes. La modification des proto-oncogènes les transforment en oncogènes. Ce qui décuple leur pouvoir d’accélération de la mitose. Tandis que les mutations des gènes suppresseurs de tumeur les inactivent. Ce déséquilibre entraine donc la cancérisation de la cellule et la création du clone muté qui pourra alors se multiplier de façon incontrôlé. Toutefois les allèles touchés par ces mutations sont souvent récessives et souvent les deux gène d’une paire de chromosome doivent être muté pour que le changement ait lieu.

D’autres gènes sont également concernés par la cancérogenèse : ce sont les gènes responsables de la réparation de l’ADN. Ils sont une sous partie des anti-oncogènes (gènes réparateur de tumeur).

Ces gènes commandent la création de protéines qui ont une action très précise sur les bases azotées . Ils retirent la partie de la molécule d’ADN endommagée et la détruisent pour ensuite copier la partie manquante dans la deuxième molécule d’ADN correspondante au sein de la paire de chromosome. Ce qui fait que dans certain cas, un caractère hétérozygote peut devenir homozygote puisque semblable dans les deux chromosomes d’une paire (tout en prenant compte le fait qu’il faut alors que la cellule se multiplie pour rendre ce changement de caractère efficace). Ce mécanisme s’enclenche si les lésions sont en nombre limité et de caractères mineurs, mais si les lésions sont importantes et nombreuses, un système dit « SOS » se met en place afin de traité plus rapidement les dégâts mais de façon moins sur. Ironiquement, ce système peut provoquer des lésions dues au système de réparation qui était sensé les combler.

Si malgré ces dispositifs les réparations ne sont pas totales avant la mitose cellulaire, certains gènes peuvent commander l’apoptose de la cellule, c'est-à-dire son suicide. La mutation de ce type de gène peut donc les rendre inefficaces rendant ainsi possible l’apparition du cancer. En effet s’ils ne sont pas directement responsables des lésions de l’ADN, leur inactivité rend la cellule vulnérable à n’importe quelle mutation spontanée ou due à des facteurs environnementaux.

Nous pouvons citer l’exemple du gène P53. Lorsqu’il est actif, ce gène est responsable de réparations de l’ADN, du ralentissement de la mitose ou le cas échéant de l’apoptose. Mais lorsqu’il est atteint par les mutations, ce gène s’inhibe totalement et n’est donc plus capable d’assurer sa fonction, laissant ainsi la cellule mutée se multiplier, ce qui provoque l’apparition de la tumeur.

Nous voyons donc que l’initiation de la cancérogénèse est due à la mutation de gènes spécifiques, néanmoins il ne faut pas oublier que ces mutations sont le plus souvent réparés ou alors insignifiantes et que même devenue dangereuses, elles laissent souvent l’opportunité à la cellule de se suicider. Il faut donc de nombreuses mutations pour aboutir à une cellule cancéreuse et il reste à celle-ci la tache d’assurer sa pérennité en multipliant.

mecanisme de l'initiation sur une cellule :

(cliquez pour agrandir le document)

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I-2) La promotion

La promotion est la seconde étape de la cancérogenèse, elle correspond à la multiplication anarchique des cellules mutées. Elle se fait à partir du clone produit par la cellule initiée et permet donc d’affirmer que le cancer est dû à la base à la mutation d’une seule cellule. Néanmoins, des mutations continuent d’intervenir en faveur de cette promotion et lui sont indispensables. Ce qui permet de déterminer l’existence de promoteurs tumoraux qui agissent comme les facteurs induisant l’initiation a quelques exceptions prêtes : leur rôle est de réduire le temps entre l’initiation et l’apparition de la tumeur en catalysant les réactions qui se produisent en faveur de la promotion, ce sont donc des produits cancérogènes mais non génotoxiques, comme le sont les facteurs d’initiation. Ces facteur sont d’ailleurs généralement les mêmes a quelques exceptions prêt comme le tabac. Les mutations des cellules issues de la multiplication de la cellule initiée sont autant spontanées (étant donné le nombre de mitose) que dues a ces facteurs.
La promotion se divise en 6 étapes qui constituent la tumeur et qui démarquent les cellules mutées des cellules classiques :
- la cellule cancéreuse se multiplie sans entraves car elle contrefait le signal chimique normalement nécessaire aux autres cellules.
- La cellule cancéreuse ne répond pas aux signaux des tissus comprimés par la tumeur qui lui commandent d’arrêter la mitose.
- Les cellules ne réagissent pas à l’éloignement des vaisseaux sanguins causés par leur accumulation de façon classique. Au lieu de pratiquer l’apoptose, elles détournent les vaisseaux sanguins jusqu'à elles.
- Ces cellules peuvent être immortelles ou avoir une vie très courte due aux nombreuses altérations de l’ADN subies mais tout les cas elles se multiplient beaucoup plus rapidement qu’une cellule classique (connaissant en moyenne entre 50 et 70 divisions durant sa vie).
- Enfin, ce sont les seules cellules capables d’envahir les tissus voisins et de créer les métastases.
Lors de ces étapes, de nombreuses mutations de l’ADN permettent aux cellules mutées d’acquérir les caractéristiques nécessaires.
Ces étapes dépendent toujours des oncogènes et des gênes suppresseurs de tumeur dont les mutations peuvent aggraver la prolifération ou, dans le cadre de certains traitements médicaux (chimiothérapie ou surtout radiothérapie), peuvent arrêter les mitoses en réactivant les gènes réparateurs ou suppresseurs de tumeur. En effet, pour se multiplier, la cellule doit pouvoir continuer à assurer la mitose sans réparer son ADN ni provoquer son apoptose.

Suite à l’étape de la promotion, a moins que ce soit dans le cadre d’un traitement médical très lourd, les mutations ne sont plus capables d’arrêter la prolifération cellulaire et peuvent au pire l’accélérer encore de façon empirique. Dans notre deuxième partie, nous étudierons donc les trois facteurs environnementaux agissants majoritairement sur ces deux étapes qu’ils soient chimiques, physique ou biologique.

comparaison d'une mitose normale et d'une mitose de cellule cancereuse :

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I-3) Des exemples de mutations :

Les radicaux libres

L'organisme a besoin d'oxygène pour vivre. L’essentiel de ce qui fonctionne au sein de notre corps utilise de l'oxygène pour produire de l'énergie. Cette énergie permet à notre organisme de fonctionner, et donc de vivre. Cependant, une partie de cet oxygène n’est pas utilisée correctement et c'est cette petite partie d’oxygène qui produit ce qu'on appelle des "radicaux libres". Les radicaux libres sont des atomes ou des molécules qui ont un électron en plus (électron non apparié). On dit de cet électron qu’il est libre puisqu’il ne trouve pas de charge électrique opposée (de proton) à laquelle il pourrait rester lié. Ils on une forte réactivité, une durée de vie très courte (quelques minutes), et les mettre en évidence est donc très difficile. Un tel électron engendre des réactions chimiques que l’on retrouve dans le processus d’oxydation cellulaire. En effet, ils sont capables d'extraire un électron des molécules voisines pour combler leur manque. Ils deviennent donc néfastes pour un certain nombre de molécules organiques comme nos protéines ou nos lipides. Par exemple, ils peuvent induire des dommages et des lésions sur l’ADN. Ainsi, les protéines deviennent raides et les lipides deviennent rances. Ces réactions, s’effectuent en « cascade », c'est-à-dire qu’une de ces réaction en induit une autre. Les radiaux libres et donc l'oxydation des cellules ne sont pas sans conséquence sur l'espérance de vie d'un individu. Normalement, chez un individu normal, il y a équilibre entre production de radicaux libres et activités anti-oxydantes. Les anti-oxydant (glutathion, vitamines polypterols) sont des substances qui peuvent protéger la cellule des cellules instables. Ils interagissent avec les radicaux libres et les stabilisent. Mais il peut y avoir un disfonctionnement de ces acticités. En effet, l'hyperproduction de radicaux libres est à la base des explications physiopathologiques des grandes maladies dites neurodégénératives : sclérose latérale amyotrophique (SLA), maladie de Parkinson (MP) et maladie d'Alzheimer (MA), le vieillissement cérébral.
Les radicaux libres et donc l'oxydation des cellules ne sont pas sans conséquence sur l'espérance de vie d'un individu, en effet de nombreuse maladies sont liées à l'oxydation:
- Cancer
- Maladies cardio-vasculaires
- Diabète
- Dégénérescence Musculaire
- Maladie d'Alzheimer et de Parkinson Aujourd’hui, La pharmacologie des radicaux libres vise à développer des médicaments anti-radicaux libres ; ce sont des antioxydants.

les radicaux libres sont parfois utiliser pour agir contre le cancer lors de la chimiothérapie pour tuer les cellules infectés car une ccumulation de ces molécules est mortelle pour toute cellules.

action des radicaux libres par oxydation:

La cassure double-brins

Durant la mitose, la cellule est beaucoup plus sensible au stress provoqué par les facteurs cancérigènes comme les UV ou les produits chimiques. Certains de ces facteurs peuvent provoquer, pendant cette période, une cassure de l’ADN qui se brise en deux au niveau de l’élément phosphate. La molécule est alors séparée en deux parties. Lorsque l’ADN est décondensé et présente sous forme de chromatine, cette cassure donnent naissance à deux « morceau » de chromatine qui se retrouve modifié en profondeur puisque le code génétique est décalé et incomplet sur chacune des parties de la molécule initial. Si le code génétique n’est pas réparé ou si l’apoptose n’a pas lieu, les modifications perdurent et étant donné leur importance, elles suffisent à elles seules à rendre la cellule cancéreuse et à initier la création d’un clone muté. Cette cassure peut néanmoins être réparée par une protéine spécifique issue d’un gène réparateur de l’ADN. C’est l’ATM. Cette molécule est présente dans la cellule sous forme de dimères, c'est-à-dire qu’elle est couplée à une autre protéine ATM. Lorsqu’une cassure double brin a lieu, chacune des deux protéines ajoute transmet un atome de phosphore (phosphorylase) à l’autre molécule de son dimère ce qui leur permet de se séparer. La priorité des monomères ainsi formé est de réparer le gène codant pour la molécule p53 qui peut retarder la mitose et provoquer l’apoptose. Cela fait, la protéine ATM se fixe à l’ADN et rajoute un élément phosphate pour « combler » la fissure formé par la cassure de l’ADN. La protéine travaille également sur les protéines qui accompagne l’ADN et qui subissent également des dégâts suite à la cassure double-brin. Cette action est extrêmement rapide (quelque minute) car la protéine ATM est incapable d’arrêter le cycle cellulaire ou de provoquer l’apoptose. De plus, la molécule ne peut pas travailler lors de la mitose. Si les réparations n’ont pas lieu à temps ou si une mutation a eu lieu sur le gène codant pour ATM (ce qui a pour effet de l’inactiver), alors la cassure reste présente et le risque que la cellule puisse donner naissance à un clone cancéreux est très importante.
A l’heure actuelle, les recherches ne permettent pas de déterminer ce qui active la réponse du dimère d’ATM et lui « ordonne » de se séparer pour commencer les réparations, mais tout porte à croire que ce sont le changement qui se produisent dans la chromatine provoqué par la cassure double-brins qui active la molécule.
Les changements qui ont lieu dans la molécule d’ADN peuvent être de nature très diverses et sont généralement le produit de facteurs cancérogènes différent. Les facteurs induisant le cancer agissant généralement à plusieurs, les mutations que subie l’ADN s’accumule le plus souvent.

action de la cassure double-brin:

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Transition

Toutes les cellules du corps exceptées celle du cœur peuvent donc, suivant ces mécanismes, devenir cancéreuses, se multiplier et provoquer l’apparition du cancer. Nous nous sommes dons demandé quelle était la part de l'environnement dans l'apparition du cancer.

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II) Les facteurs cancérogènes

Les facteurs induisant le cancer sont très nombreux et différends, mais peuvent être regroupé en trois parties majeur : les facteurs chimiques, physiques et biologiques.

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II-1) Les facteurs chimiques

Parmi les espèces cancérogènes, on dégage en particulier les facteurs chimiques. Ce sont tout les aliments, toutes les substances chimiques ou tous les médicaments. La médecine ne permet pas d’expliquer actuellement de façon exacte le processus par lequel ces facteurs induisent le cancer de façon générale, mais certains cas sont connus. Nous allons étudier tout d’abord l’exemple du tabac.

Lorsqu’on fume une cigarette, une pipe ou un cigare, on inhale de la fumée. Cette fumée contient des centaines de produits chimiques, la plupart toxiques, dont deux substances qui nous intéressent: les HAP et les nitrosamines.

Les HAP (hydrocarbures aromatiques polycyclique) résultent d’une combustion incomplète de matière organique comme le tabac. C’est une famille de composés chimique constitué d’atomes de carbone et d’hydrogène dont la structure des molécules comprend au moins deux cycles aromatiques condensés. On peut citer parmi les HAP, le phénanthrène, la coronène et le pyrène. Ces HAP sont d’origines pyrolytiques et peuvent donc être produit naturellement par les feux de foret ou les éruptions, industriellement par la combustion de pétrole ou de charbon ou de façon domestique par la combustion de carburant ou le chauffage. Ce mécanisme fait intervenir des radicaux libres sont à l’origine de certaine cancérogénèse comme nous l’avons montré précédemment. Donc les HAP sont des molécules biologiquement actives qui, une fois absorbés par l’organisme, se prêtent à des réactions de transformation sous l’action d’enzymes. Cela provoque des métabolites (transformation d’une substance de l’organisme) qui peuvent avoir un effet toxique plus ou moins marqué en se liant à des molécules biologiques fondamentale tel que les protéines, l’ARN et l’ADN (provoquant des changements de phénotypes spécifiques ou des cancers).

Le tabac contient aussi des nitrosamines (substances chimiques résultant de la combinaison d’une amine par un agent nitrosant) qui trouvent aussi dans certain aliment (fromage traité, etc.). Ces substances peuvent également être synthétisées dans l'organisme à partir de leurs précurseurs. Les nitrosamines exercent leurs effets cancérigènes par alkylation de l'ADN, après activation préalable dans l'organisme. La cancérogénicité des nitrosamines chez l'animal a été amplement démontrée. Chez l'homme, de nombreuses études in vitro et des études épidémiologiques montrent que les nitrosamines d'origine alimentaire sont très probablement impliquées dans l'initiation de certains cancers, et notamment des cancers de l'œsophage, de l'estomac, du nasopharynx, et peut-être de la vessie, du col de l'utérus et du cerveau.

Molécule de notrosamine :

Dans le tabac, à part les HAP et les nitrosamines, l’on n’a pas démontré que les autres facteurs sont mutagènes cependant nous avons compris grâce à des études statistiques que leur présence renforce la probabilité d’apparition du cancer.

Graphique montrant le nombre de décès lié au tabac.

L’alcool aussi peut être considéré comme induisant le cancer en plus d’être responsable de maladie comme la cirrhose. Bien que ne pouvant pas provoquer l’apparition du cancer, il dilate les vaisseaux des muqueuses ce qui augmente le taux de pénétration des molécules cancérigène (HAP ou Nitrosamines par exemples) dans l’organisme.

La pilule contraceptive peut également augmenter l’incidence du cancer (du sein par exemple) en stimulant la division des cellules du sein ayant muté. C’est donc un promoteur.

Pilules contraceptives :

Les aliments peuvent quand à eux être cancérigènes soit en comportant des oxydants (pouvant provoquer l’apparition de radicaux libres) ou en étant trop brulé (ce qui provoque l’apparition de HAP). Ils peuvent même être utilisés comme traitement contre le cancer comme par exemple certain aliments antioxydants comme les fruits ou le thé.

Vous l’aurez compris les facteurs chimiques induisant le cancer sont très nombreux, très différends et surtout très peu connus. La plupart sont réputé cancérigène seulement à la suite d’étude statistique comme par exemple le chocolat au lait. Ils restent donc un mystère pour la communauté scientifique et ne répondent à aucunes règles communes contrairement aux facteurs physiques et biologiques.

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II-2) Les facteurs physiques

Parmi les facteurs induisant la cancérogenèse, on dégage les réactions physiques telles que la chaleur, la lumière ou les radiations ionisantes.

Les radiations ionisantes sont des rayons capables de traverser la peau et d’atteindre les cellules (plus particulièrement leurs molécules). Des lors que les radiations atteignent les atomes d’une cellule, il se produit une réaction en chaine : Les radiations ionisantes, quand elle atteigne un atome ou une molécule, lui arrachent un électron et le projettent alors aléatoirement autour de sa position d’origine, si cette électron libre rencontre à son tour un élément chimique, celui-ci va également arracher un électron à l’élément et le projeter ailleurs tout en continuant son chemin. Cette réaction en chaine peut avoir deux influences sur la cellule (qui interviennent généralement ensemble) :

-En atteignant les molécules d’eau, les radiations ou les électrons libres projetés provoque l’ionisation de ces molécules en leur retirant un électron. Cette réaction a pour conséquence de les transformer en radicaux libre tel que H+, HO+, H02+ ou H2O2 qui se forment après combinaison entre eux. Ces radicaux libres peuvent donc provoquer des dégâts à l’ADN et selon le mécanisme que nous avons déjà abordé, induire une mutation et donc un cancer.

-en atteignant directement les molécules d’ADN, les radiations ou les électrons libres peuvent arracher des électrons à des composants de la molécule. Ces molécules, une fois ionisés, auront tendance à se lier à d’autres atomes pour rester stables et provoquent la recomposition de l’ADN. Cette recomposition change donc la nature de l’information génétique et peut altérer le développement de la cellule, la rendant cancéreuse.

A faible dose, les radiations provoquent donc une augmentation des risques de cancer lié à l’endommagement de l’ADN. Ce cas fut largement observable et l’est encore aujourd’hui parmi les rescapés d’Hiroshima en 1945 et de Tchernobyl en 1986. Cependant, à haute dose et de façon très ciblé (une exposition générale et forte étant généralement mortel) peut être utilisé dans le cadre de la radiothérapie pour soigner les cancers localisés. En effet, à forte dose, les radiations ionisantes provoquent la mort des cellules par accumulation de radicaux libres et donc la médecine les utilisent pour provoquer la mort de toutes les cellules d’une tumeur.

Effets de ces rayons sur les cellules et le génotype :

ou plus simplement :

Les UV (ultraviolets) sont également des causes physiques du cancer. Ils fonctionnent comme les radiations ionisantes mais peuvent être séparé en deux partie : les Uva et les UVb. Les premiers pénètre la peau et cause des dommages à l’ADN des cellules du corps tandis que les deuxièmes ne peuvent toucher que l’épiderme qui les absorbe. Ces deux types d’UV provoque des dommages par oxydation de radicaux libres et par lésion directe à l’ADN comme les radiations mais agisse plus particulièrement sur les bases azoté en créant des dimères de thymine dans les molécules d’ADN. Cette réaction consiste à casser les liaisons entre les bases azotées pour en reformé d’autre entre deux thymine se succédant dans une double hélice, ceci ayant pour effet de modifier les séquences codantes. Ces mutations touchent particulièrement le gène p53 et le gène p16 de la paire de chromosome 4 qui sont des gènes suppresseurs de tumeurs. Les UV provoquent également des dégâts au reste des éléments d’une cellule dont le collagène en particulier, ce qui provoque l’apparition de rides par accumulation d’élastines.

Action des UV :

Enfin les cellules peuvent également subir des dégâts suite à un choc thermique, souvent provoqué par un stress subit par la cellule qui se met alors à produire des protéines provoquant ce choc. Celui-ci provoque l’augmentation de température du brin d’ADN ce qui transforme ses liaisons et lui donne une nouvelle composition pouvant induire un cancer. Les téléphones portables émettent des ondes qui permettent à plusieurs scientifiques d’avancer actuellement la théorie que ceux-ci peuvent provoquer le stress de certaine cellule nerveuse qui pourrait subir un choc thermique.

En conclusion, l’on peut conclure que beaucoup de rayonnement d’origine naturelle comme les UV, ou provoqué par l’Homme comme les radiations ou les ondes de téléphones portables, peuvent être également directement responsable de l’apparition de cancers.

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II-3) Facteurs biologiques : les virus

Les virus sont une cause biologique de l’apparition d’une maladie comme une tumeur ou un cancer.

Il existe plusieurs sortes de virus. Certains ne comportent pas d’oncogènes, ils s’insèrent dans le génome d’une cellule à coté d’un proton-oncogène (proton-oncogène dit cellulaire) et l’activent pour en faire un oncogène. D’autres sont non mutagènes. Ils participent à l’émergence des cancers en favorisant la promotion. Nous allons voir ci-après les rétrovirus, comme le virus du sida aussi appelé le VIH. Ils sont eux mêmes cancérigènes, ils apportent à la cellule un ou plusieurs oncogènes. Ces virus sont enveloppés d’environ 120 nanomètres de diamètre d’une enveloppe issue de la dernière cellule infectée. Ceci est possible car la prolifération se fait par bourgeonnement. Cette enveloppe est en plus enrichie par des protéines d’enveloppes spécifiques. Les rétrovirus possèdent un génome exclusivement constitué d’ARN appelé ARN monocaténaires diploïde. Sa particularité est la possession d’une transcriptase inverse, enzyme qui permet la transcription de l’ARN viral du génome en molécule d’ADN de la cellule hôte. Il utilise ensuite les machineries cellulaires pour se répliquer.

ci-après un schéma du virus du VIH (sida) :

Le mécanisme du rétrovirus (le cycle rétroviral) s’effectue par étape.

-reconnaissance et fixation du virus au récepteur exprimé à la surface cellulaire.

-Fusion enter les membranes virales et membrane cellulaire.

-Décapsidation du génome d’ARN et action de la transcriptase inverse La capside est une coque qui entoure et protège l'acide nucléique viral. Elle est constituée par l'assemblage de structures protéiques. La capside est constituée de sous-unités protéiques appelées protomères. L'ensemble est nommé nucléocapside. La structure de la capside entraîne la forme du virus.

-Transport du génome vers le noyau

-Intégration de l’ADN viral au génome cellulaire

-Transcription du génome viral : traduction

-Assemblage et bourgeonnement des particules virales

Les rétrovirus possèdent un oncogène. Celui-ci code pour une protéine de transformation. Celle-ci confère aux virus un fort pouvoir de transformation permettant d’induire des tumeurs.

voici un schéma qui montre le cycle rétroviral, ainsi que le cycle d'un autre virus, l'hépadnavirus. cliquez pour voir le document en plus grand.

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Le cancer aujourd'hui

Voici ci-après trois document sous formes de graphiques illustrant respectivement :

- le nombres de décès liés à des exogènes ou au modes de vie selon le sexe, ainsi que les cancers les plus fréquents :


- l'évolution des décès liés au cancer en 25 années :


- les moyens conseillés pour réduire les risques de contracter un cancer :

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Conclusion

Nous avons donc répondu à la question du comment et du pourquoi du cancer. Au « comment » nous pouvons répondre que le cancer progresse à travers différentes phases dont deux décisives : l’initiation qui correspond à la mutation de la cellule et la promotion qui correspond à la multiplication anarchique de cette cellule et à l’apparition de la tumeur.

Quand au « pourquoi », nous y avons donné une réponse en ce qui concerne notre environnement (donc les causes exogènes). Les facteurs induisant le cancer, qu’ils soient chimiques, physiques ou biologiques agissent de façon à provoquer l’initiation grâce à des mécanismes comme les radicaux libres, la cassure doubles-brin ou l’infection des virus. Nous avons volontairement écarté les causes endogènes donc génétiques liés aux cancers car elles sont mal connues et peuvent se résumer en un mot : la prédisposition, c’est à dire la probabilité pour un individu à développer un cancer spécifique selon son héritage génétique.

Le cancer est donc une maladie qui trouve son origine dans nos habitudes de vie comme l’alimentation, l’exposition au soleil, les conditions de travail et les dépendances (cigarette, alcool...). Celui-ci concerne donc de plus en plus de gens dans le monde y compris dans les pays du nord économique, où cependant les traitements sont de plus en plus perfectionnés.

Chaque cancer différent à son propre traitement et est plus ou moins difficile à soigner selon sa localisation et son degré de développement et certain sont à ce jour quasi-incurable mais on peut distinguer trois méthodes principales de soins :

• la radiothérapie : cette méthode consiste en une ionisation pareille à celles qui font muter les cellules lorsqu’elles subissent des radiations et qui empêche les cellules cancéreuses de se reproduire. Il arrive que des cellules saines soient touchés, mais leur faculté de réparation étant beaucoup plus importante, il est rare qu’elle mute également auquel cas les pertes sont minimes et remplaçables. Cette méthode est utilisée seulement en début de cancer ou pour compléter une chimiothérapie ou la chirurgie.


• Appareil de radiothérapie :
  
• La chirurgie : elle consiste à retirer physiquement la tumeur de l’organisme de l’individu ainsi qu’une partie des tissus simple l’entourant. Durant cette opération le chirurgien prend soin de ne pas mettre la tumeur en contact avec des cellules saines pour éviter une autre contamination qui nécessiterait une nouvelle ablation. Cette méthode utilisée quand le cancer est encore localisé est souvent complété de chimiothérapies et de radiothérapie.


• bloc opératoire:
  

• La chimiothérapie : cette méthode repose sur l’utilisation de médicament détruisant les cellules cancéreuses ou bloquant leurs divisions et cycles cellulaires. Ces médicaments attaquent principalement les cellules cancéreuses mais des cellules saines sont également touchées en moindre mesures et les patients sont souvent sujets à la baisse de globule blanc et la perte de cheveux. Cette méthode est utilisée pour compléter une chirurgie ou une radiothérapie mais c’est surtout la seule méthode pour lutter contre les cancers généralisés car le traitement agit sur l’ensemble de l’organisme et non sur une zone localisée.

Les traitements du cancer sont voué à s’améliorer mais la science reste septique sur bien des aspects du cancer et de nombreux agents cancéreux, surtout chimiques, ne sont présumé dangereux que par le résultat d’études statistiques. Pa exemple, le cœur est le seul organe du corps humains à ne pouvoir développer de cancer sans qu’on puisse savoir pourquoi tandis que certaines ondes comme celles émises par les téléphones sont le sujet d’un violent débat quand à leur capacité cancérogène. En conclusion, l’on peut dire que le cancer fut un des plus vieux fléau de l’Homme et qu’il n’est pas prêt d’être entièrement maitrisé.

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Remerciements

Nous remercions chaleureusement et sommes très reconnaissants de nous avoir aidé durant ces TPE :

- les enseignants : madame Oliveres et madame Mergenthaler pour leurs conseils et remarques qui nous ont permis d'avancer et de progresser correctement.

- la documentaliste du Cdi madame Tyson pour nous avoir indiqué les bonnes démarches à suivre pour réaliser de bonnes recherches ou une production complète (bibliographie, lexique etc).

- le scientifique, chercheur en biologie, Dominique Vitoux dont l'entretien qu'il a bien voulut nous accorder à été un élément déclencheur de notre TPE. Il nous a permis de progresser à un stade où nous étions bloqués (manque d'information, etc). Il nous a ainsi montrer de nouvelles vois de recherche à effectuer comme la cassure double brin ou les radicaux libres.

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Lexique

Lexique par ordre alphabétique

Anciogénèse : phase durant laquelle la tumeur agresse les tissus environnementaux

Antioxydant : produit s’opposant à l’effet de l’oxydation cellulaire provoqué par les radicaux libres

Apoptose : mécanisme permettant à une cellule de se suicider pour épargner l’organisme

Bourgeonnement : mode de reproduction d’un virus par création de bourgeons contenant des virus sur la cellule infectée

Cancer : affection pathologique résultant de la prolifération anormale des cellules d'un tissu.

Cancérogénèse : mécanisme d’apparition d’un cancer

Capside : assemblage de protéine autour de l'acide nucléique de virus

Cassure double-brins : séparation en deux d’une molécule d’ADN au niveau de l’élément phosphate

Cellule initiée : cellule ayant muté afin de donner naissance à un clone cancéreux

Chimiothérapie : traitement du cancer par utilisation de médicaments contenant parfois des radicaux libres.

Dimères : liaison de deux protéines identiques entre elles

Endogène : ce qui se constitue à l'intérieur d'une chose et dont la cause est interne

Exogène : ce qui se constitue à l’extérieur d'une chose et dont la cause est externe

Tumeur : amas de cellules cancéreuse

Initiation : phase durant laquelle la cellule acquiert son caractère cancéreux

Promotion : phase durant laquelle la cellule cancéreuse se multiplie pour former une tumeur

Gene réparateur d’ADN : gène chargé de la synthèse de protéine réparant les lésions faites à l’ADN

Gene suppresseur de tumeur (anti oncogène) : gène protégeant la cellule de la cancérogénèse

Génotoxique : se dit d’un produit qui peut causer des dommages à l’ADN

Hétérozygote : désigne une cellule ayant des gènes différents à l'emplacement des chromosomes d'une même paire

Homozygote : qui porte en double le gène d'un caractère donné

Ionisation : transformation d’une espèce chimique en ions
Métabolites : substance organique qui intervient ou se forme au cours du métabolisme

Métastase : morceau de tumeur voyageant dans les vaisseaux sanguin et lymphatique pour rependre le cancer dans l’organisme

Oncogène : gène responsable du développement des tumeurs

Phosphorylase : séparation des molécules d’une dimère par échange de phosphore

Promoteur tumoraux : agents environnementaux favorisants la prolifération des cellules mutés

Proto oncogène : gène contrôlant le rythme de la division cellulaire

Radiations ionisantes : radiations caractérisé par des ondes transformant les espèces chimiques qu’elle rencontre en ions

Radicaux libres : molécules responsables de l’oxydation cellulaire parfois présente dans les cellules et attaquant ses protéines, y compris l’ADN

Radiothérapie : traitement du cancer par utilisations de radiations

Rétrovirus : virus possédant de l’ARN impliqué dans ses dégâts aux cellules

Stroma réaction : phase durant laquelle la tumeur se complexifie et émet des métastases dans les vaisseaux.

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Bibliographie

Ouvrages :

- guérir du cancer et s’en protéger du Pr Dominique Belpomme
- dictionnaire des cancers de Bernard Hoerni
- que sais-je ? Le cancer de Maurice Tubiana

Dictionnaires et encyclopédies :

- Le petit Larousse 2008
- http://fr.encarta.msn.com/encnet/features/dictionary/dictionaryhome.aspx
- encyclopédia universalis 2004 (essentiellement tome 4)
- http://fr.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:Accueil_principal
- http://fr.wikibook.org

Revues

-science et avenir juin 2008
-pour la science janvier mars 2005
-nature novembre 2005 (anglais)

Sites scientifiques et médicaux :

- http://sante-medecine.commentcamarche.net/
- http://www.actu-environnement.com/idx_ae.php4
- http://www.vulgaris-medical.com/
- http://www.futura-sciences.com/
- http://www.cancer.gov/ (anglais)
- http://www.cnrs.fr/
- http://www.medix.free.fr/
- http://www2.vet-lyon.fr/
- http://www.inrp.fr/inrp
- http://ens.pharma.univ-montp1.fr
- http://medecine-anti-age.over-blog.com/
- http://www.baclesse.fr/
- http://www.doctissimo.fr/
- http://www.fnclcc.fr/index.php
- http://members.tripod.com/le_cancer_tpe2003/facteurs_cancerigenes.htm
- http://sti-bio.scola.ac-paris.fr/pedago/crstages/jps.ppt.

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