Comment peut-on expliquer des maladies comme le cancer ou des maladies cardiovasculaires ?
Notions essentielles
Des modifications du génome des cellules somatiques surviennent au cours de la vie individuelle par mutations spontanées ou induites par un agent mutagène ou certaines infections virales.
Elles peuvent donner naissance à une lignée cellulaire dont la prolifération incontrôlée est à l’origine de cancers.
On connaît, de plus, des facteurs génétiques hérités qui modifient la susceptibilité des individus à différents types de cancers.
La connaissance des causes d’apparition d’un type de cancers permet d’envisager:
- des mesures de protection: évitement des agents mutagènes, surveillance régulière en fonction de l’âge, vaccination
- des traitements : médicaments, thérapie génique par exemple
- des guérisons.
La plupart des pathologies d’origine génétique sont dues à l’interaction de nombreux gènes.
Certains allèles de certains gènes rendentplus probable l’apparition d’une pathologie.
Le fond génétique individuel intervient dans la santé de l’individu.
De plus, mode de vie et conditions de milieu peuvent interagir dans la probabilité d’apparition d’une pathologie (on peut citer, par exemple, la sensibilité aux rayonnements solaire).
Les causes de l’apparition d’un cancer
Définition:
Photos d’un cancer colorectal
Schéma du développement d’un cancer colorectal
Répartition du cancer colorectal en France chez l’homme
Relations entre alimentation et développement des cancers colorectaux
Relation entre la mutation du gène APC et le développement d’un cancer colorectal
Représentation schématique de la protéine APC
http://www.pdb.org (domaine public)
« Adenomatous polyposis coli (APC) also known as deleted in polyposis 2.5 (DP2.5) is a protein that in humans is encoded by the APC gene.[4] The APC protein is a negative regulator that controls beta-catenin concentrations and interacts with E-cadherin, which are involved in cell adhesion. Mutations in the APC gene may result in colorectal cancer.[5]
APC is classified as a tumor suppressor gene. Tumor suppressor genes prevent the uncontrolled growth of cells that may result in cancerous tumors. The protein made by the APC gene plays a critical role in several cellular processes that determine whether a cell may develop into a tumor. The APC protein helps control how often a cell divides, how it attaches to other cells within a tissue, how the cell polarizes and the morphogenesis of the 3D structures,[6] or whether a cell moves within or away from a tissue. This protein also helps ensure that the chromosome number in cells produced through cell division is correct. The APC protein accomplishes these tasks mainly through association with other proteins, especially those that are involved in cell attachment and signaling. The activity of one protein in particular, beta-catenin, is controlled by the APC protein (see: Wnt signaling pathway). Regulation of beta-catenin prevents genes that stimulate cell division from being turned on too often and prevents cell overgrowth. » D’après wikipédia.
Question: quel est le rôle principal de la protéine APC et comment sa mutation peut-elle être synonyme de cancer?
A retenir:
Le cancer est la conséquence de modifications génétiques qui altèrent la régulation du cycle cellulaire :
Les produits des proto-oncogènes et des gènes suppresseurs de tumeurs assurent la régulation de la division cellulaire. Une modification qui intensifie démesurément l’activité d’un proto-oncogène le transforme en un oncogène capable de déclencher une croissance cellulaire excessive et de provoquer le cancer.
Un gène suppresseur de tumeurs code pour une protéine qui empêche toute division cellulaire anormale. Une mutation de ce type de gène qui diminue l’activité de ses protéines exerce des effets semblables à ceux de l’activation d’un oncogène.
Dans le modèle d’apparition progressive du cancer, l’accumulation de mutations multiples touchant les proto-oncogènes et les gènes suppresseurs de tumeurs modifie les cellules normales en cellules cancéreuses.
Des progrès techniques dans le séquençage de l’ADN et de l’ARNm permettent d’envisager des traitements personnalisés du cancer.
Un individu qui hérite d’un oncogène ou de l’allèle mutant d’un gène suppresseur de tumeurs a une prédisposition plus élevée à souffrir de certains types de cancer.
Certains Virus favorisent l’apparition du cancer par l’intégration de l’ADN viral dans le génome des cellules.
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Les causes d’une maladie cardio-vasculaire: l’athérosclérose
« Les maladies cardiovasculaires sont les premières causes de mortalité dans les pays industrialisés. parmi elles, l’athéroclérose affecte cartaines artères, dans lesquelles un dépot de cholestérol entraîne la formation de plaques dites d’athérome. Ces plaques sont un mélange de lipides et de cellules agglomérées le tout collé à la paroi d’un vaisseau. Il s’ensuit un épaissisiement de la paroi, une diminution de la lumière du vaisseau et donc l’altération de la circulation sanguine. Si une telle plaque se forme sur les artères coronaires, celle qui irriguent le coeur, il peut alors se produire un infarctus du myocarde, autrement dit du coeur. »
Micrographie d’une section de vaisseau sanguin (M.O)
Graphique représentant la fréquence de l’athérosclérose selon la teneur en acides gras saturés de l’alimentation.
Remarque: Les acides gras saturés sont des lipides fournis par les graisses animales et les graisses végétales hydrogénées comme l’huile de palme ou l’huile de friture
Graphique montrant l’influence d’un facteur génétique sur le risque d’athérosclérose
Le gène APOE code pour l’apolipoprotéine E, qui participe au transport du cholestérol dans le sang, notamment vers le foie où le cholestérol en excés est éliminé. Une étude épidémiologique a permis de calculer le risque relatif de développer une maladie coronaire (= des vaisseaux alimentant le coeur) associé à 2 allèles du gène APOE: la version e2 et la version e4. Le risque a été calculé par rapport à l’allèle e3, pour lequel le risque est donc de 1.
Tableau du risque relatif de développer l’athérosclérose selon le génotype et le régime alimentaire suivi
Dans l’étude précédente, la part des graisses dans le régime alimentaire a été analysé comme suit: deux groupes de personnes ont été formés selon ce critère; l’un à l’alimentation pauvre en graisses; l’autre à l’imentation riche en graisses.
Conclusion:
Les connaissances fondamentales sur le développement des cancers, sur leurs origines et leurs formes multiples nous permettent de comprendre l’identification de l’origine de certains cancers et permet la mise en œuvre de mesures de santé publique.
La détermination des causes d’une maladie repose sur un mode de raisonnementet des outils statistiques.
Nous devons rester critique face aux discours simplificateurs concernant les facteurs dit déterminants, génétiques ou environementaux.
Comprendre et enseigner les sciences naturelles 