Le cancer : un programme génétique ancestral ?

Quand on s’intéresse à la santé,  à la nutrition, et aux méfaits de notre société sur notre fonctionnement biologique, le cancer est un thème récurrent. Tant dans les articles, revues, livres, trou de la sécu, que dans l’intimité des amis ou des membres de la famille « emportés » par la maladie, ce qui m’est arrivé deux fois cette année … ou, heureusement,  « survivants », en espérant qu’il n’y aura pas de récidive.

Cellules de cancer du colon grossissement 2000 (c) Corbis images

Cellules de cancer du colon grossissement 2000 (c) Corbis images

Et puis  l’ancien fumeur que je suis sais comme le tabac est source de cancers (environ 30% des cas, directement ou indirectement en France, soit près de 200.000 personnes par an, quand même).

L’interprétation classique de cette maladie est un dysfonctionnement du processus de réplication de l’ADN qui créée des cellules « folles » ou « malades » n’obéissant plus au programme global. Vu la quantité de cellules que nous avons dans notre corps et de réplications  qui ont lieu chaque jour (on parle de milliards), il est évident qu’il y a en permanence des réplications qui se passent mal, et aussi donc aussi nécessairement des mécanismes de détection et de destruction de ces cellules.

Par exemple, les « gènes du cancer du sein » (BRCA1 et BRCA2), sont en fait ceux qui détectent les cellules défectueuses au niveau des seins et des organes génitaux et les détruisent.  Donc les personnes porteuses du gène muté ne fabriquent pas plus de cellules cancéreuses que les autres, mais elles ont un système de détection qui fonctionne moins bien.

N’est il pas étrange de penser qu’une « bête erreur » de transcription d’ADN dans une cellule va déclencher tout un processus formidablement complexe qui, fréquemment, va entrainer la destruction de son hôte ? N’y aurait-il pas quelque chose de beaucoup plus structuré à l’œuvre ?

C’est l’avis de Paul Davies (Article dans Physics World de Juin 2013, plus de références à la fin du post), qui propose une interprétation assez surprenante de la maladie, et qui après lecture paraît totalement évident. Le monsieur est un genre de sommité scientifique qui a déjà écrit 25 bouquins de vulgarisation, y compris sur des thèmes récurrents pour moi, la religion notamment, mais je ne le connaissais pas la semaine dernière !

Le cancer peut apparaitre chez tous les êtres vivants, ce qui signifie qu’il a des racines profondes au niveau évolution, et amène à l’idée que le génome de tous les êtres vivants contient un « sous-programme » de cancer, normalement dormant, mais qui peut être déclenché par  des conditions extérieurs particulières : produits chimiques, rayonnements divers,  inflammation, infections, ….

Un sous-programme de cancer tapi au plus profond de notre ADN ? Diantre ! Il va falloir m’expliquer ça.

L’évolution de la maladie suit toujours le même parcours : une prolifération incontrôlée de cellules au sein d’un organe,  formant la tumeur, puis migration des cellules cancéreuses qui vont coloniser d’autres organes (les métastases) provoquant au final la mort de l’hôte (ce qui n’est pas sans rappeler le fonctionnement de certains parasites).

Ce qu’on a tendance à oublier, c’est que pour arriver à leurs fins, les cellules cancéreuses doivent déployer de nombreuses capacités spécialisées qui vont leur permettre de se déplacer dans le système sanguin ou lymphatique.  Et il semblerait que les premières cellules cancéreuses envoient des signaux chimiques pour « préparer le terrain » de leur invasion vers d’autres organes.

Il y a donc organisation, et d’une manière certaine, efficacité.  Ce qui renvoie une fois de plus à – quoi d’autre ? – l’évolution darwinienne.  Si un processus existe dans de nombreuses espèces et est efficace, c’est qu’il sert (ou qu’il a servi) à quelque chose dans l’histoire de la vie.

L’interprétation habituelle du  cancer est une accumulation de mutations génétiques aléatoires, une « maladie des gènes » qui fabrique des cellules avec leur propre objectif, antagoniste avec celui de leur hôte.  Mais si ces cellules sont le résultat de mutations aléatoires de leur ADN, elles devraient être dysfonctionnelles, fragiles,  et vulnérables – alors qu’elles présentent des comportements organisés, et une robustesse certaine, notamment pour échapper aux mécanismes de régulation de l’organisme.

Les organismes uni-cellulaires possèdent une forme d’immortalité, puisque la cellule se reproduit par réplication à l’identique. Les organismes pluri-cellulaires, eux, délèguent le contrôle de la reproduction aux gamètes, ovules et spermatozoïdes.  Lors de la fabrication de l’individu les cellules, bien qu’ayant toutes le même programme génétique,  se spécialisent par fonction. Et elles sont mortelles, puisqu’il existe un mécanisme (l’apoptose) qui fait que les cellules peuvent s’auto-détruire quand les conditions le justifient pour la survie de l’organisme entier. Ceci se passe couramment et en permanence dans nos organismes, sous la régulation de phénomènes chimiques d’une grande complexité qui sont pilotés par notre génotype, et notre environnement évidemment.

L’idée de Paul Davies (et de Charles Lineweaver) est que le cancer est provoqué par la réactivation dans la cellule d’un génotype ancestral, datant de l’époque où elle était autonome et ne faisait pas partie d’un organisme pluricellulaire. Ce qui la refait fonctionner dans un mode « individuel »  sans plus accepter les régulations globales de l’organisme.

Le cancer est donc une « rupture de contrat » entre les cellules individuelles et l’organisme complet.  Contrat qui remonte à plus de 2 milliards d’années, à l’aube de la naissance des organismes pluri-cellulaires …

Un peu comme le mode « sans échec » de Windows, qui revient à un fonctionnement basique après un plantage applicatif, si on ose la métaphore informatique (pour changer de la métaphore guerrière, si souvent utilisée dans ce contexte).

L’idée peut paraître étrange au premier abord mais même sans être un expert en physique ou en biologie, elle fait sens sur de nombreux plans.

Nous portons en nous toute l’histoire du vivant : lors de l’embryogenèse nous repassons pas toutes les étapes du vivant qui nous ont précédées : un embryon humain va commencer comme être unicellulaire, puis va ressembler à un embryon de poisson, puis d’oiseau, etc.  Les gènes qui sont « activés » durant cette période où les cellules sont pluripotentes (non différenciées) deviennent ensuite inopérants lorsque les cellules se spécialisent pour produire un oeil, un poumon, etc.

On sait aussi que l’ADN « utile » ne représente qu’une toute petite partie de l’ADN total (moins de 5%) et que ce qu’on appelait jusqu’il y a peu de temps le « junk DNA » (ADN poubelle) est en fait bien plus utile qu’il n’y paraît même si on ne sait pas bien comment il fonctionne – mais a un rôle de « super-régulateur » sur l’ADN, activant ou inhibant l’expression de tel ou tel gène en fonction du milieu. C’est pour ça qu’on parle d’  « épigénétique » depuis les années 90 – le code épigénétique ayant une fonction de contrôle sur l’expression du code génétique. Donc l’idée qu’il y aie des « strates » d’ADN dans notre génotype correspondant aux différents stades de la vie (de l’ADN « fossile » en quelque sorte !) est compatible avec ce que nous savons actuellement.

Autres exemples : les filières énergétiques que nous utilisons récapitulent également les différents systèmes métaboliques qui ont pu exister.  Principalement anaérobie (époque où l’oxygène n’existait pas sur terre et où les mitochondries non plus) et aérobie, cher au coureur de fond, que nous retrouvons dans un continuum au sein de notre organisme. Notre système de régulation de la glycémie par l’insuline remonte à plus d’1,5 milliards d’années et nous le partageons avec toutes les espèces vivantes.

Le cancer serait alors un redémarrage (reboot !) du programme de développement de l’embryon, réactivant les mêmes gènes ancestraux que ceux qui sont actifs lors de cette explosion de fabrication de matière vivante … et leur conférant des propriétés similaires, comme la mobilité et la capacité à se transformer de multiples façons.

Cette idée est confirmée par plusieurs expériences scientifiques, mettant en évidence des signatures génétiques identiques dans des cancers et le début de l’embryogénèse.

D’une certaine manière, les cellules cancéreuses sont des cellules qui «remontent le temps » sur l’échelle de l’évolution, réactivant une mémoire de plusieurs milliards d’années, ce qui est assez fascinant et vertigineux quand on y pense même si dramatique en terme de conséquences sur les individus.

Il y a un autre indice de la pertinence de cette théorie qui rejoint mes préoccupations métaboliques et sportives.

Dans l’organisme « normal », notamment dans le contexte de l’effort, les cellules récupèrent leur énergie des mitochondries (qui au passage pourraient être des bactéries qui se sont associées temporairement, puis définitivement avec celles d’être vivants qui n’avaient pas cette capacité de production d’énergie) utilisant une filière énergétique bien connue des coureurs de fond, la filière aérobie. L’oxygène est utilisé pour cataboliser le glucose ou les acides gras pour produire de l’ATP, carburant du muscle.

Les cellules cancéreuses ont plutôt tendance à préférer la glycolyse anaérobie, ou fermentation – mécanisme bien moins efficace mais qui était le seul disponible avant la première grande pollution terrestre, la fabrication de l’oxygène.  Elles se régalent donc d’un environnement pauvre en oxygène, riche en glucose, et avec un pH plutôt acide.

Peut on franchir le pas et penser que c’est un autre signe de l’aspect « primitif » des cellules cancéreuses ?

Et en tirer comme leçon (comme j’ai pu le lire ailleurs) que privilégier une alimentation « basique », stimuler son système cardiovasculaire (oxygénation), et limiter sa consommation de glucides ne devrait pas faire de mal !

Je ne suis pas assez calé en biologie pour savoir si c’est un bête raisonnement analogique.

Mais dans un autre livre que je suis en train de lire, qui présente une synthèse de la recherche à propos du sport (The first 20 minutes), plusieurs études montrent une corrélation positive entre exercice et baisse de prévalence du cancer (notamment du tube digestif et des poumons). Etude menée en Finlande sur 20 ans et 2.560 personnes, et en découplant des autres facteurs de risque (cigarette, âge,…), qui montre que les personnes faisant un sport « relativement fatiguant » pendant au moins 30 minutes par jour avaient une réduction de risque de mort prématurée liée au cancer de 50%. Une autre étude sur une cohorte de femmes et le cancer du colon amène aux mêmes conclusions.

La théorie de Davies ne se prononce pas sur les déterminants externes qui sont une telle agression sur notre organisme qui fait que des cellules décident de dire « bye-bye » aux règles du groupe et tentent leur chance en solo.

Je vous laisse méditer sur le sujet… même si nous ne maitrisons pas les polluants divers qui nous entourent, nous avons quelques modestes capacités en terme de choix de mode de vie, notamment l’alimentation et le sport. Le reste, c’est plus compliqué !

Une vidéo de Davies qui explique plus en détail sa théorie

Et pour les courageux, le papier scientifique complet est ici.

 

 

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9 commentaires pour Le cancer : un programme génétique ancestral ?

  1. Sylvain dit :

    Hello, excellent article 🙂
    Je retwitte.

  2. Serge dit :

    Je connaissais pour ma part les théories concernant des erreurs de codage au moment de la duplication cellulaire ( http://livre.fnac.com/a1906562/Axel-Kahn-Le-secret-de-la-salamandre)
    Pour le reste…Je fais une lecture attentive et je posterai.
    Merci pour la diversité et la qualité.

    • Serge dit :

      Ce texte est très séduisant.
      En effet, l’évolution de l’être unicellulaire à l’être pluricellulaire avec ses cellules différencié pose le problème d’une évolution.Laquelle c’est faite avec des divisions et une chimie qui nous est malgré tout encore inconnue, donc sujette à études.
      Cette recherche au sein de l’infiniment petit montre aussi les limites actuelles de la science. malgré tous nos efforts, nous nous heurtons à un mur: il faut chaque fois voir encore plus petit…
      Personnellement, je ne partage pas ton analyse Darwinienne.
      Il est évident que les cellules cancéreuses existent, elles font preuve d’une efficacité réelle. Peut-on pour autant dire qu’elles ont eu une utilité dans l’évolution? Je ne pense pas.
      Par contre, le passage à une forme de vie plus complexe (avec des cellules différenciées) n’a-t-il pas entraîné le développement de cellules cancéreuses?
      Un prix à payer en quelque sorte.
      J’y vois un lien avec la durée de vie de nos cellules. En vieillissant notre renouvellement cellulaire se modifie. Elles augmentent leur durée de vie, mais deviennent plus fragiles (problèmes osseux par exemple) et vulnérables (maladies dégénératives). Ici encore un prix à payer.
      Bien entendu comme tu le soulignes indépendamment de l’environnement. Car à mon sens et c’est ici que je rejoint totalement ton analyse,nous avons les moyens d’agir sur lui et même de façon radicale.
      Je ne suis pas sur, et cela demande vérification, mais Mark Sisson affirmait que que notre action pouvait avoir une influence sur nos gênes…
      Cela mérite réflexion, mais nous savons déjà combien notre comportement peuvent avoir une influence su notre descendance par exemple.

      Ton post est très riche et il m’est difficile d’en faire une analyse complète, au risque de te « saouler » j’ai donc choisi un angle d’attaque (métaphore guerrière): celui qui m’intéressait.
      J’essayerai d’en choisir d’autres par la suite….

      • paleophil dit :

        C’est un sujet complexe, et puis quand on n’est pas un spécialiste en biochimie il est difficile de faire la part de la science dure et des fantasmes et des interprétations qu’on peut en avoir. L’idée n’est pas que les cellules cancéreuses ont une utilité en soi, mais que ce sont des cellules « normales » qui retournent à un état « sauvage » lorsqu’elles reçoivent certains signaux de l’organisme ou de l’environnement. Et pour le coup je suis d’accord avec Sisson (qui reprend les dernières découvertes en génétique) sur le fait que l’environnement peut influencer l’expression des gènes.
        A part ça c’est vrai qu’on va de plus en plus dans l’infiniment petit puisqu’on parle même de comportement quantique dans la photosynthèse chlorophyllienne.
        Tout ça est bien compliqué, il faut que je refasse des posts sur la course à pied (même si quand on lit Cyrille Gindre on est très près de tout cela !)

  3. Serge dit :

    Attention tu es en train de mal tourner: tu vois un dessein intelligent dans le fonctionnement de nos cellules. Comme si un ordonnateur avait mis en place « une organisation »?…
    Ce que je veux dire pour aller au plus simple c’est que les cellules cancéreuses font partie de notre fonctionnement normal. La vision darwinienne est à mon sens limité, elle nie l’utilité de l’inutile. Pour Darwin, l’adaptation est toujours utile et liée au meilleur fonctionnement possible.
    Or, je n’en suis pas sur, nous ne sommes pas dans le meilleur des mondes, nous sommes des êtres pluricellulaires et cela engendre des éléments qui ne sont pas rationnels et explicables par la science.
    Pour ma part, je me suis arrêté à l’atome, et pour le reste, j’ai du mal, trop petit..
    « Courir en harmonie » la seconde édition est disponible aux éditions Volodalen.
    http://www.courirenharmonie.com/

    Que penses-tu de ton livre  » The first 20 minutes »?
    « RUE89 » en avait fait un compte rendu où ils en disaient le plus grand bien…

  4. paleophil dit :

    Houla, le dessein intelligent, surtout pas !!! Notre (ma) syntaxe ne permet pas bien de signifier que l’évolution trouve des solutions efficaces sans qu’il n’y aie d’intention derrière (parce que les autres solutions moins efficaces n’ont pas survécu) mais c’est bien ce que je pense et les défenseurs du dessein intelligents ou autres qui essayent de faire rentrer la réalité scientifique dans la bible (ou la coran) sont de mon point de vue des abrutis (même si je peux comprendre le raisonnement qui amène à ce type de croyance). L’évolution n’a pas créé le meilleur des mondes, elle a créé un monde raisonnablement efficace par rapport à l’environnement dans lequel les espèces ont évolué. Et donc « inventé » des solutions, sans dessein, mais qui sont redoutablement efficaces par rapport aux objectifs de survie et donc de recherche d’energie et de reproduction
    J’ai acheté « courir en harmonie » et suis en train de le lire en pointillés, en même temps que « the first 20 minutes » qui est assez intéressant : c’est une compilation de recherche scientifiques sur le sport et la santé qui attaque quelques idées reçues. Il faudra que j’en fasse une fiche de lecture ….
    Sur le sujet des inventions de l’évolution, il y a un livre que je n’ai pas encore lu et qui a l’air super : Life Ascending de Nick Lane …

  5. Ping : Daniel Lieberman : l’évolution, du barefoot running au cancer | Paleo, Running, Bio (logie), Techno …

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