De la cellule saine au cancer - Le cancer du poumon

I- Dysfonctionnement de la cellule

L'être humain est constitué de milliards de cellules qui se développent et remplissent une fonction, puis meurent de façon programmée. Un cancer survient à partir d'une cellule normale altérée par un certain nombre d'anomalies comme par exemple des mutations qui ne sont pas réparées par des complexes enzymatiques. La cellule devient anormale et, si elle n'est pas détruite par ces enzymes, elle se multiplie pour former une tumeur. La cellule est l'unité de base de tout organisme vivant et aussi la plus petite unité capable de fonctionner de façon autonome. Elle ressemble en effet à une véritable usine miniature qui a ses propres systèmes de fabrication, de stockage, de transport, ou encore, de communication.

A- Brève description de la cellule

Ainsi, ces systèmes lui permettent de se développer, de se différencier et se spécialiser c'est-à-dire d'acquérir les caractéristiques propres à sa future fonction, et aussi de se diviser et de mourir, le tout de façon programmée et contrôlée par l’organisme. La cellule se présente sous la forme d'une membrane qui possède un cytoplasme dans lequel il y a le noyau. C'est dans ce noyau qu'est localisé le patrimoine génétique de chaque individu, stocké sous la forme de 23 paires de chromosomes. Chaque chromosome est constitué de nombreuses protéines et d'une molécule d'ADN, elle-même composée de deux brins enroulés l'un autour de l'autre pour former une double hélice. C'est sur cette molécule d'ADN que sont inscrits nos gènes donc notre identité.

Un gène est donc une séquence de l'ADN. Il renferme une instruction précise qui contribue au fonctionnement de chaque cellule et donc de l'organisme tout entier. Pour cela, l'instruction contenue dans les gènes est traduite en protéine via un code appelé code génétique. Les protéines sont ainsi les relais de l'information génétique qui assurent le fonctionnement de la cellule et donc de l'organisme.

B- Fonctionnement normal de la cellule: le cycle et la division cellulaire

Constitué d'environ 100 000 milliards de cellules, l'organisme humain fonctionne grâce à un équilibre continuel entre la production de nouvelles cellules et la destruction d'autres cellules. La vie des cellules est ainsi sous le contrôle de deux mécanismes : le cycle cellulaire qui conduit à la fabrication de cellules par leur division et l’apoptose, qui un est processus de mort cellulaire programmée qui conduit à la destruction des cellules vieilles ou abîmées. A l'exception des cellules reproductrices, toutes les cellules de notre organisme se divisent selon le même mécanisme appelé mitose. Il s'agit d'un processus par lequel une cellule mère, donne naissance à deux cellules filles identiques entre elles et à la cellule mère. Ce processus de division repose sur une succession de phases qui est le cycle cellulaire. Il nécessite l'intervention d'un grand nombre d'intermédiaires dont des protéines et l'acide ribonucléique (ARN). Le cycle cellulaire comporte ainsi 5 phases : une phase de repos, une première phase de croissance, une phase de synthèse, une seconde phase de croissance et enfin la phase de mitose ou de division.

Lors de la phase de repos (G0), les cellules n'ont pas commencé à se diviser. C'est lorsque la cellule reçoit un signal de reproduction qu'elle entre dans la phase G1 du cycle cellulaire.
Lors de la première phase de croissance (G1), la cellule commence à fabriquer plus de protéines et d'ARN afin de se préparer à la division.
Lors de la phase de synthèse (S), l'ADN de la cellule est copié donc il y a synthèse d'ADN.
Lors de la seconde phase de croissance (G2), la cellule continue de fabriquer des protéines et de l'ARN en préparation à la division.
Enfin, c'est au moment de la mitose, phase (M), que la cellule se divise en deux nouvelles cellules.

Après la mitose, la cellule peut soit quitter le cycle cellulaire pour se développer, atteindre sa maturation et éventuellement mourir ou passer à la phase de repos et revenir plus tard dans le cycle cellulaire. Au cours de la division et plus précisément lors de la phase S, l'ADN présent dans le noyau de la cellule mère est répliqué, c'est-à-dire qu'il est reproduit à l’identique donc la double hélice d'ADN de la cellule mère se coupe en 2 brins. Chacun de ses brins servira de support à la synthèse d'un second brin afin de reformer une double hélice. Chaque nouvelle double hélice ainsi formée intégrera le noyau de chacune des 2 cellules filles.

II- La division cellulaire

Des points de contrôle sont programmés entre chaque phase du cycle cellulaire, afin de vérifier que le processus en cours se déroule de façon normale. C'est l'occasion pour la cellule d'identifier la survenue d'éventuelles anomalies dans son cycle cellulaire et de déclencher une action de correction de ces erreurs ou son autodestruction qui est l’apoptose. Si ces erreurs ne sont pas réparées, elles s'accumulent. C'est cette accumulation, au fil des divisions, qui est à l'origine du cancer. On considère qu'il faut environ une dizaine de mutations c’est-à-dire une dizaine de divisions cellulaires successives pour que le phénomène de cancérisation apparaisse réellement. Les anomalies qui se produisent sont des mutations génétiques, engendrées par des erreurs lors de la réplication ou de la reproduction de l'ADN, et donc des gènes, lorsque la cellule se divise. Dans la majorité des cas, ces mutations surviennent sur l'ADN d'une cellule somatique d’un tissu particulier. Les cellules somatiques désignent l'ensemble des cellules de l'organisme qui ne sont pas impliquées dans la reproduction et la fécondation correspondent aux cellules germinales. Pour cette raison, la mutation ne sera pas transmise à la descendance.

A- Les mutations

Ces mutations sont dues soit au hasard soit à l'exposition à un facteur de risque. L'erreur qui se produit au niveau de l'ADN peut prendre différentes formes et conduire à différents types de mutations :

Il peut s'agir de mutations ponctuelles qui entraînent des variations très légères sur l'ADN et génèrent des polymorphismes qui correspondent à la coexistence de plusieurs allèles pour un gène, sans conséquence dans la plupart des cas.On dit que la mutation est donc silencieuse.

Il peut s'agir de mutations ponctuelles plus complexes entraînant des effets plus graves.
Il peut s'agir enfin d'anomalies plus importantes impliquant des gènes entiers comme des délétions c’est-a-dire la perte d'une ou de plusieurs nucléotides, ou des translocations qui sont des échanges de chromosome ou de parties de chromosome. Ainsi, une partie d'un chromosome peut se détacher pour aller se déposer sur un autre.

B- Des gènes mutés reliés à l'apparition d'un cancer

On a identifié trois catégories de gènes qui, une fois altérés par des mutations, peuvent participer à l'apparition du processus de cancérisation. Il s'agit :

des « proto-oncogènes » qui ont pour rôle de favoriser la prolifération normale des cellules. Une mutation sur ces gènes se nomme alors « oncogène », elle peut avoir pour conséquence une activation de leur fonctionnement, ce qui entraîne une stimulation anormale de la prolifération cellulaire.

des gènes « suppresseurs de tumeur » qui ont, au contraire, pour rôle de freiner la prolifération normale des cellules. Une mutation sur ces gènes peut entraîner une inactivation ou une diminution de leur fonctionnement, ce qui aboutit aussi à une stimulation anormale de la prolifération cellulaire
et enfin, des gènes qui permettent à la cellule de réparer son ADN lorsqu'il est endommagé : la déficience de ces gènes joue un rôle-clé dans l'apparition des cancers.

On connaît déjà plus d'une centaine d'oncogènes et de gènes suppresseurs de tumeurs, ainsi que de nombreux gènes de réparation de l’ADN.

III- Mécanisme de cancérisation

Différentes étapes ont été identifiées dans le développement d'un cancer : l'initiation, la promotion et la progression. Dans un premier temps, il se produit une lésion majeure c’est-a-dire un changement grave produit dans un organe par une maladie, un accident au niveau de l'ADN d'une cellule. Ainsi, il arrive une transformation de cette cellule. Dans un second temps, la cellule transformée se développe et prolifère en formant un groupe de cellules transformées identiques. Enfin, dans un troisième temps, la cellule acquiert les caractéristiques d'une cellule cancéreuse, elle se multiplie de façon désordonnée, en perdant en partie son caractère différencié donc son identité liée au tissu auquel elle appartenait). L'évolution se fait d'abord localement, puis peut s'étendre via le sang et la lymphe à d'autres endroits du corps où se forment les métastases.

A- Les caractéristiques de la cellule cancéreuse

Cette transformation de la cellule normale en cellule cancéreuse est un processus long qui peut durer des dizaines d'années. Au terme de cette transformation, la cellule cancéreuse a acquis un certain nombre de caractéristiques :

son indépendance vis-à-vis des signaux qui régulent sa croissance et sa division,
sa capacité à échapper au processus de mort cellulaire programmée,
sa capacité à se diviser indéfiniment.

B- De la cellule à la tumeur

Ultérieurement, dotées de ces caractéristiques, les cellules cancéreuses parviennent à provoquer la formation de nouveaux vaisseaux sanguins qui irrigueront la tumeur et l'alimenteront en oxygène et en nutriments que l'on appelle l'angiogenèse. Ce point est capital puisque sans irrigation sanguine, la tumeur ne pourrait pas grossir au-delà d'un dixième de millimètre. De plus, les cellules cancéreuses deviennent capables de s'insinuer dans les tissus sains voisins et de migrer dans l'organisme pour donner des métastases. Les cellules cancéreuses sont capables de corrompre les cellules qui les entourent et de les utiliser à leur avantage. Une tumeur est toujours formée par un agglomérat de cellules cancéreuses et de cellules normales, qui collaborent entre elles.

Autre caractéristique, il arrive que les cellules cancéreuses perdent leur identité, autrement dit les caractéristiques propres aux cellules du tissu auquel elle appartenait. En effet, notre corps est constitué d'environ 200 types de cellules différentes comme leur fonction ou leur spécialisation. Or, les anomalies génétiques répétées à l'origine d'un cancer transforment les cellules de sorte qu'elles perdent plus ou moins leurs caractéristiques d'origine.

C- Le système immunitaire, barrière de défense naturelle

Toutes les cellules cancéreuses ne donnent cependant pas des cancers menaçant l'organisme. Le système immunitaire du corps dispose en effet d'armes spécialisées, les « cellules tueuses » qui sont capables de détecter les cellules anormales et de les éliminer. C'est seulement si ces défenses immunitaires sont débordées que le cancer se développe.