Cancérogènes: qu'est-ce que c'est et qu'est-ce que c'est?

Le développement de tumeurs résulte de l'interaction entre des facteurs cancérigènes et l'organisme. Selon l'Organisation mondiale de la Santé (OMS), le cancer est lié à 80 à 90 % à des facteurs environnementaux. Les agents cancérigènes affectent constamment le corps humain tout au long de la vie.

Les concepts d'agents tumoraux spécifiques sont apparus initialement dans le domaine de la pathologie professionnelle. Ils se sont développés progressivement et ont connu une évolution significative. Initialement, durant la période de prédominance des idées de R. Virchow sur le rôle de l'irritation dans le développement du cancer, divers facteurs de lésions chroniques, tant mécaniques que chimiques, leur ont été attribués. Cependant, depuis le début du XXe siècle, avec le développement de l'oncologie expérimentale, de la chimie, de la physique et de la virologie, et grâce à des études épidémiologiques systématiques, des concepts clairs et spécifiques d'agents cancérogènes ont émergé.

Le Comité d'experts de l'OMS a donné la définition suivante du concept de cancérogène: « Les cancérogènes sont des agents capables de provoquer ou d'accélérer le développement d'un néoplasme, quel que soit le mécanisme de son action ou le degré de spécificité de l'effet. Les cancérogènes sont des agents qui, en raison de leurs propriétés physiques ou chimiques, peuvent provoquer des modifications ou des dommages irréversibles dans les parties de l'appareil génétique qui effectuent le contrôle homéostatique des cellules somatiques » (OMS, 1979).

Il est désormais fermement établi que les tumeurs peuvent être causées par des agents cancérigènes chimiques, physiques ou biologiques.

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Cancérigènes chimiques

Les études expérimentales sur l'induction expérimentale de tumeurs par divers agents chez les animaux, commencées au début du XXe siècle par K. Yamagiwa et K. Ichikawa (1918), ont conduit à la découverte d'un nombre important de composés chimiques de diverses structures, qui ont reçu le nom général de substances blastomogènes ou cancérigènes.

L'un des chercheurs les plus remarquables sur ce sujet fut E. Kennaway, qui, dans les années 1930, isola le benzo(a)pyrène, le premier cancérogène chimique actuellement connu dans l'environnement. Au cours des mêmes années, T. Yoshida et R. Kinosita découvrirent un groupe de composés aminoazoïques cancérigènes, et W. Heuper fut le premier à démontrer la cancérogénicité des amines aromatiques. Dans les années 1950, P. Magee et J. Barnes, puis H. Druckrey et al. identifièrent un groupe de composés N-nitroso cancérigènes. Parallèlement, la cancérogénicité de certains métaux fut démontrée et les propriétés cancérigènes de composés naturels individuels (aflatoxines) et de médicaments furent révélées. Ces études expérimentales confirmèrent les résultats des observations épidémiologiques sur l'apparition de tumeurs chez l'homme.

Actuellement, tous les cancérogènes chimiques connus sont divisés en classes en fonction de leur structure chimique.

1. Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).
2. Composés azoïques aromatiques.
3. Composés aminés aromatiques.
4. Composés nitrés et nitramines.
5. Métaux, métalloïdes et sels inorganiques.

Selon la nature de leur effet sur l’organisme, les cancérogènes chimiques sont divisés en trois groupes:

1. agents cancérigènes qui provoquent des tumeurs principalement au site d’application;
2. cancérogènes à action sélective à distance, provoquant une tumeur dans l’un ou l’autre organe;
3. cancérogènes à actions multiples qui provoquent le développement de tumeurs de différentes structures morphologiques et dans divers organes.

Le Centre international de recherche sur le cancer (Lyon, France), organisme spécialisé de l'OMS, a synthétisé et analysé les informations sur les facteurs cancérogènes. Plus de 70 volumes publiés par l'agence contiennent des données indiquant que sur environ 1 000 agents suspectés de cancérogénicité, seuls 75 substances, risques industriels et autres facteurs sont cancérigènes chez l'homme. Les preuves les plus fiables proviennent d'observations épidémiologiques à long terme menées auprès de larges populations dans de nombreux pays, qui ont montré que le contact avec des substances en milieu industriel provoquait la formation de tumeurs malignes. Cependant, les preuves de la cancérogénicité de centaines d'autres substances chez l'homme sont indirectes. Par exemple, des substances chimiques telles que les nitrosamines ou le benz(a)pyrène provoquent des cancers lors d'expériences menées sur de nombreuses espèces animales. Sous leur influence, des cellules humaines normales cultivées en milieu artificiel peuvent se transformer en cellules malignes. Bien que ces preuves ne soient pas étayées par un nombre statistiquement significatif d'observations humaines, le risque cancérogène de ces composés est incontestable.

Le Centre international de recherche sur le cancer a établi une classification détaillée des facteurs étudiés pour leur cancérogénicité. Conformément à cette classification, toutes les substances chimiques sont divisées en trois catégories. La première catégorie regroupe les substances cancérogènes pour l'homme et l'animal (amiante, benzène, benzidine, chrome, chlorure de vinyle, etc.). La deuxième catégorie regroupe les cancérogènes probables. Cette catégorie est elle-même divisée en sous-groupe A (cancérigènes à forte probabilité), représenté par des centaines de substances cancérogènes pour deux espèces animales ou plus (aflatoxine, benz(a)pyrène, béryllium, etc.), et sous-groupe B (cancérigènes à faible probabilité), caractérisés par des propriétés cancérogènes pour une seule espèce animale (adriamycine, chlorophénols, cadmium, etc.). La troisième catégorie regroupe les cancérogènes, substances ou groupes de composés qui ne peuvent être classés faute de données.

La liste des substances nommées est actuellement le document international le plus convaincant contenant des données sur les agents cancérigènes et le degré de preuve de leur danger cancérigène pour l’homme.

Indépendamment de leur structure et de leurs propriétés physiques et chimiques, tous les cancérogènes chimiques présentent un certain nombre de caractéristiques d'action communes. Tout d'abord, ils se caractérisent par une longue période de latence. Il est nécessaire de distinguer la période de latence réelle, ou biologique, de la période de latence clinique. La malignité des cellules ne débute pas au contact du cancérogène. Les cancérogènes chimiques subissent des processus de biotransformation dans l'organisme, entraînant la formation de métabolites cancérigènes qui, en pénétrant dans la cellule, provoquent de profondes perturbations qui se fixent dans son appareil génétique, provoquant ainsi la malignité de la cellule.

La période de latence réelle, ou biologique, est la période qui s'écoule entre la formation de métabolites cancérigènes dans l'organisme et l'apparition d'une prolifération incontrôlée de cellules malignes. On parle généralement de période de latence clinique, nettement plus longue que la période biologique. Elle correspond au temps écoulé entre le contact avec un agent cancérigène et la détection clinique d'une tumeur.

Le deuxième modèle d’action significatif des cancérogènes est la relation « dose-temps-effet »: plus la dose unique de la substance est élevée, plus la période de latence est courte et plus l’incidence des tumeurs est élevée.

Un autre schéma caractéristique de l'action des cancérogènes est la stadification des modifications morphologiques précédant le développement du cancer. Ces stades comprennent l'hyperplasie diffuse et irrégulière, les proliférations focales et les tumeurs bénignes et malignes.

Les cancérogènes chimiques se divisent en deux groupes selon leur nature. La grande majorité des composés chimiques cancérogènes sont d'origine anthropique; leur apparition dans l'environnement est liée à l'activité humaine. Actuellement, de nombreuses opérations technologiques sont connues, au cours desquelles, par exemple, les cancérogènes les plus courants – les hydrocarbures aromatiques polycycliques – peuvent se former. Il s'agit principalement de processus liés à la combustion et au traitement thermique de combustibles et d'autres matières organiques.

Le deuxième groupe est celui des cancérogènes naturels non liés aux activités industrielles ou humaines. Il s'agit notamment des déchets de certaines plantes (alcaloïdes) ou des moisissures (mycotoxines). Ainsi, les aflatoxines sont des métabolites des moisissures microscopiques correspondantes qui parasitent divers produits alimentaires et aliments pour animaux.

On pensait auparavant que les champignons producteurs d'aflatoxines n'étaient présents que dans les pays tropicaux et subtropicaux. Selon les concepts modernes, le danger potentiel de ces champignons, et donc de contamination des aliments par les aflatoxines, est quasi universel, à l'exception des pays à climat froid comme l'Europe du Nord et le Canada.

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Cancérigènes physiques

Il s’agit notamment des substances cancérigènes suivantes:

• différents types de rayonnements ionisants (rayons X, rayons gamma, particules élémentaires de l'atome - protons, neutrons, particules alpha, bêta, etc.);
• rayonnement ultraviolet;
• traumatisme mécanique des tissus.

Il convient de noter qu'avant même la découverte des cancérogènes chimiques, E. Frieben a décrit en 1902 un cancer de la peau chez l'homme causé par les rayons X, et en 1910, J. Clunet a été le premier à obtenir des tumeurs chez l'animal en utilisant l'irradiation aux rayons X. Au cours des années suivantes, grâce aux efforts de nombreux radiobiologistes et oncologues, y compris nationaux, il a été établi que les effets tumorigènes sont causés non seulement par divers types de rayonnements ionisants induits artificiellement, mais aussi par des sources naturelles, notamment le rayonnement ultraviolet du soleil.

Dans la littérature moderne, seuls les facteurs de rayonnement sont considérés comme des agents cancérigènes physiques de l'environnement - les rayonnements ionisants de tous types et de toutes sortes et les rayonnements ultraviolets du soleil.

Considérant la cancérogénèse comme un processus en plusieurs étapes comprenant l'initiation, la promotion et la progression, il a été établi que les rayonnements ionisants sont un faible mutagène dans l'activation des proto-oncogènes, ce qui pourrait jouer un rôle important aux premiers stades de la cancérogénèse. Parallèlement, ils sont très efficaces pour désactiver les gènes suppresseurs de tumeurs, ce qui est essentiel à la progression tumorale.

Cancérigènes biologiques

La question du rôle des virus dans l'étiologie des tumeurs s'est posée au début du XXe siècle. En 1910, P. Rous fut le premier à transplanter une tumeur chez des oiseaux avec un filtrat acellulaire et expliqua ce phénomène par la présence d'un virus tumoral, confirmant ainsi la position d'A. Borrel et d'auteurs antérieurs sur les virus comme cause du cancer.

On sait actuellement que 30 % des cancers sont causés par des virus, dont les papillomavirus humains. Le papillomavirus humain est détecté dans 75 à 95 % des cas de carcinome épidermoïde du col de l'utérus. Plusieurs types de papillomavirus humains ont été détectés dans des tumeurs cancéreuses invasives de la cavité buccale, de l'oropharynx, du larynx et des fosses nasales. Les papillomavirus humains de types 16 et 18 jouent un rôle important dans la cancérogénèse des cancers de la tête et du cou, en particulier dans les cancers de l'oropharynx (54 %) et du larynx (38 %). Les scientifiques étudient la relation entre le virus de l'herpès et les lymphomes, le sarcome de Kaposi, ainsi que les virus des hépatites B et C et le cancer du foie.

Cependant, l'incidence du cancer est d'un ordre de grandeur inférieur à la fréquence des infections virales. Cela suggère que la seule présence de virus ne suffit pas au développement d'un processus tumoral. Certaines modifications cellulaires ou du système immunitaire de l'hôte sont également nécessaires. Par conséquent, au stade actuel de développement de l'oncologie et de l'oncovirologie, il convient de supposer que les virus oncogènes ne sont pas infectieux d'un point de vue clinique. Les virus, comme les cancérogènes chimiques et physiques, ne servent que de signaux exogènes affectant les oncogènes endogènes – les gènes qui contrôlent la division et la différenciation cellulaires. L'analyse moléculaire des virus associés au développement du cancer a montré que leur fonction est, au moins en partie, associée à des modifications du codage des protéines suppressives qui régulent la croissance cellulaire et l'apoptose.

Du point de vue de l'oncogénicité, les virus peuvent être classés en « véritablement oncogènes » et « potentiellement oncogènes ». Les premiers, quelles que soient les conditions d'interaction avec la cellule, provoquent la transformation de cellules normales en cellules tumorales, c'est-à-dire qu'ils sont des agents pathogènes naturels des tumeurs malignes. Parmi eux figurent les virus oncogènes à ARN. Le second groupe, comprenant les virus à ADN, est capable de provoquer une transformation cellulaire et la formation de tumeurs malignes uniquement en laboratoire et chez des animaux qui ne sont pas des porteurs naturels (« hôtes ») de ces virus.

Au début des années 1960, L.A. Zilber avait formulé l'hypothèse virogénétique dans sa forme définitive, dont le postulat principal est l'idée de l'intégration physique des génomes du virus et de la cellule normale, c'est-à-dire que lorsqu'un virus oncogène pénètre dans une cellule infectée, le premier introduit son matériel génétique dans le chromosome de la cellule hôte, devenant sa partie intégrante - le « génome » ou la « batterie de gènes », induisant ainsi la transformation d'une cellule normale en cellule tumorale.

Le schéma moderne de la carcinogenèse virale est le suivant:

1. le virus pénètre dans la cellule; son matériel génétique se fixe dans la cellule en s'intégrant physiquement à l'ADN de la cellule;
2. le génome viral contient des gènes spécifiques - les oncogènes, dont les produits sont directement responsables de la transformation d'une cellule normale en cellule tumorale; ces gènes, faisant partie du génome viral intégré, doivent commencer à fonctionner avec la formation d'ARN et d'oncoprotéines spécifiques;
3. Les oncoprotéines - produits des oncogènes - affectent la cellule de telle manière qu'elle perd sa sensibilité aux influences régulant sa division, et devient tumorale et selon d'autres caractéristiques phénotypiques (morphologiques, biochimiques, etc.).

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