Les cancers

eurs malignes. Ici, nous parlons uniquement des tumeurs malignes.

A – Formation d’une cellule cancéreuse

A l’origine de la tumeur, il y a une cellule cancéreuse.

Les cellules cancéreuses se forment à partir de cellules « normales ». Dans les cellules somatiques, des anomalies apparaissent souvent, et elles sont généralement corrigées par l’organisme (mécanisme de réparation). Mais parfois ces mutations ne sont pas réparées et se multiplient par mitose, poursuivant les mutations (cf. document 1 livre Bordas page 286). A terme, cela forme une cellule cancéreuse qui a trois caractéristiques :

- immortalité. Elle ne peut pas être détruite naturellement par l’organisme ;

- transformation. Elle perd sa fonction initiale au sein de l’organe ;

- prolifération. Elle se multiplie vite.

Une seule mutation ne suffit par pour transformer une cellule somatique en cellule cancéreuse. De nombreux gènes doivent être altérés suite à une accumulation de mutations. Ces cellules mutées sont repérables car elles ont en général une forme différente des cellules saines. Elles sont souvent plus volumineuses et ont un noyau plus gros.

B – L’apparition de la tumeur

Quand une cellule est devenue cancéreuse ou pré-cancéreuse, elle se multiplie plus vite que les autres et forme ainsi une tumeur de petite taille avec des cellules identiques et mutées. La prolifération est indéfinie et incontrôlée.

D’après le document n°2 p286 du livre bordas, on voit que lorsqu’une tumeur grandit, ses besoins nutritifs sont de plus en plus importants. Ainsi la tumeur induit la création d’un nouveau réseau de vaisseaux sanguins, favorisant l’apport de nutriments. Ce phénomène entraîne parfois la formation de métastases. En effet, des cellules cancéreuses peuvent passer dans les vaisseaux sanguins et ainsi être transportées vers d’autres organes et les contaminer. On est alors dans un cas de cancers secondaires voire de cancer généralisé.

Sans traitement, une tumeur grossit. Sa taille dépend du nombre de cellules tumorales qui la composent. Quand elle équivaut à une tête d’épingle, elles contient 10 millions de cellules, et quand elle atteint la taille d’une noisette elle est faite de plus d’un milliard de cellules.

A terme, la tumeur empêche l’organe atteint de fonctionner normalement. Dans les cas extrêmes, l’organe ne fonctionne plus et provoque le décès de l’individu ; par exemple, dans le cas d’un cancer du poumon, un des troubles constatés est une insuffisance respiratoire quand la tumeur atteint le poumon.

Nous avons vu que la tumeur maligne se forme à partir d’une cellule cancéreuse, mais pourquoi certaines cellules ne sont pas « réparées » et continuent-elles les mutations alors que ce n’est pas le cas pour d’autres ? Un gène a été identifié pour son action « anti-cancer », la protéine p53.

C – Le rôle d’une protéine particulière : la protéine p53

La protéine p53 est aussi appelée « suppresseur de tumeur ». C’est le gène p53 qui synthétise la protéine du même nom . Elle est efficace pour bloquer le processus de cancérisation. Le document 3 du livre Bordas page 287, montre qu’elle se fixe sur l’ADN anormal , entraînant soit une l’apoptose (mort cellulaire), soit un arrêt de la division cellulaire.

Dans ce document, une expérience met en évidence l’action du gène p53. Le graphique résume les résultats d’une expérience sur des souris présentant une tumeur suite à des irradiations. Au départ, leur gène p53 est inactivé. Après l’activation du gène, on constate une diminution de la taille de la tumeur qui finit par disparaître au bout de 28 jours. La tumeur passe de 0,4cm3 à 0,1 cm3 au bout de 12 jours, puis à environ 0,02 cm3 à 18 jours.

On peut donc supposer que l’activation de l’expression du gène p53 a une influence sur le développement et la résorption de la tumeur.

Le document 1 p 266 du livre Belin montre aussi que le gène p53 joue un rôle anti-cancer. Il relate une expérience faite avec deux lots de souris : un lot de souris « normales » et un lot auquel on a introduit une copie supplémentaire du gène p53 (souris super-p53) dans leur génome.

Quand elles sont exposées à un agent cancérigène, on constate que les souris super-p53 sont plus résistantes et développent moins de tumeurs. Jusqu’à 11 semaines, 100% des souris témoins survivent, puis ce pourcentage diminue de façon considérable et atteint un seuil de mortalité ou de maladie de 95% au bout de 31 semaines. A 20 semaines, on observe que 50% des souris ont contracté une tumeur ou sont mortes, et à 25 semaines, seules 25% des souris témoins survivent et sont saines.

La mortalité et l’apparition des tumeurs commencent plus tard chez les souris super-p53 (à 19 semaines) et le taux est inférieur à celui des souris témoins. Le seuil est atteint à la semaine 33 avec un taux de 75% d’animaux vivants et sains. L’écart est alors de 70% par rapport au groupe témoin.

Nous pouvons en conclure que le gène p53 joue un rôle important dans l’apparition des tumeurs cancéreuses, qu’il empêche celles-ci de se développer en protégeant ainsi les cellules de la cancérisation. Or, la moitié des cas de cancers humains résulte d’une inactivation des deux allèles du gène p53 suite à une mutation.

Le cancer peut être dû à des modifications génétiques, notamment à des mutations du gène p53.

Le document 2 du livre Belin page 266 nous présente le pourcentage de cellules mourantes en fonction de la dose d’UV à laquelle elles sont exposées. A partir de 20 J.m-2, le pourcentage de cellules mourantes augmente. Pour une dose de 50 J.m-2, la moitié des cellules meurent.

Dans la première partie du document, il est montré l’expression de différentes protéines en fonction de la dose d’UV reçue. L’expression des protéines est mesurée 12h après l’exposition. On observe que les protéines p21 et p53R2 s’expriment de manière plus forte quand les cellules sont exposées à 15 et à 20 J.m-2. A partir de 30 J.m-2 c’est la protéine p53 qui est dominante et c’est aussi à cette dose d’UV que l’on constate une augmentation significative du nombre de cellules mourantes. Ensuite, ce constat augmente progressivement avec la dose d’UV. Donc, nous remarquons que plus le pourcentage des cellules mourantes est important, plus la protéine p53 s’exprime.

On peut en conclure que la protéine p53 protège de la cancérisation car elle provoque la mort des cellules afin d’éviter leur prolifération.

Le document 3 du livre Belin page 266 nous montre comment la protéine p53 agit.

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Ce schéma nous montre que lors du cycle cellulaire, en fin de phase G1, on observe l’existence d’un point de contrôle. Si la cellule le franchit, elle poursuit le cycle et se divise, dans le cas contraire, elle reste en G1. Or quand le génome d’une cellule est détérioré, la protéine p53 entraîne la transcription de deux gènes : le gène p21 qui empêche la cellule de passer le point de contrôle et provoque donc sa mort, et le gène p53R2 qui permet la synthèse d’une protéine réparatrice. Si l’ADN est réparée grâce à ce dernier gène, la cellule poursuit son cycle et se divisera en deux cellules non endommagées, non mutées. Sinon la protéine p53 provoque la mort de la cellule en la bloquant en phase G1, l’empêchant de se diviser en deux cellules mutées qui engendreront elles aussi d’autres cellules mutées, etc. Ce groupe provoquera une prolifération de cellules au programme génétique erroné, engendrant une tumeur cancéreuse.

Ainsi certains gènes permettent d’éviter l’accumulation de mutations dans les cellules quand elles sont exposées à de fortes doses d’UV.

Comme on le voit sur le document 4 p 267 du livre Belin, dans les cellules cancéreuses, on peut retrouver des chromosomes géants surnuméraires formés de copies d’un gène. Comme, par exemple, le MDM2 qui permet la synthèse d’une protéine détruisant la protéine p53. Il y a aussi la protéine virale E6, qui se fixe sur p53 après que le virus HPV apparaisse (cf doc 4 p.289 Bordas). Cela empêche la réparation ou la mort des cellules mutées, qui peuvent se développer sans être stoppées.

Cette protéine subit parfois des mutations qui la rendent inefficace. Donc, la prolifération des cellules mutées ne peut plus être stoppée lorsque le gène p53 est détruit ou détérioré.

En conclusion, le développement de certains cancers peut être dû à la présence d’une mutation, du gène p-53 ici par exemple. La protéine permet de stopper les cancers or quand le gène subit une mutation la protéine p53 est défectueuse. Dans plus de la moitié des cancers diagnostiqués chez l’être humain, on constate une mutation du gène p53. Le document 4 du livre Bordas page 287 nous montre la mutation par substitution d’un nucléotide par un autre dans des cellules cancéreuses