Recherche sur le cancer: gènes de zombies et éléphants
Une plongée fascinante dans la génétique des éléphants aide à expliquer pourquoi ils sont moins sensibles au cancer que les humains. La réponse se présente sous la forme d'un «gène zombie» réanimé.
Environ 17 pour cent des personnes meurent d'un cancer, mais la maladie n'est pas un problème réservé aux humains; il affecte un large éventail d'espèces.
Des chats et des chiens aux poissons et aux diables de Tasmanie - même les dinosaures à bec de canard semblent avoir été affligés.
Fait intéressant, moins de 5 pour cent des éléphants en captivité meurent d'un cancer. Cela est surprenant car ils vivent en moyenne 70 ans et ont environ 100 fois plus de cellules.
Vivre longtemps et avoir plus de cellules peut rendre le cancer plus susceptible d'apparaître. Cela est dû au fait qu'à chaque fois qu'une cellule se divise, son ADN est copié, ce qui augmente la possibilité d'erreurs. Au fur et à mesure que ces erreurs s'accumulent sur une longue vie, le cancer est plus susceptible de se développer.
Plus vous avez de cellules, plus le cancer a de possibilités. Par exemple, les personnes plus grandes ont un risque de cancer légèrement plus élevé que les personnes plus petites, et le nombre total de cellules dans leur corps peut en être une partie.
Alors, dans une espèce, le nombre de cellules est en corrélation avec un plus grand risque de cancer, mais compris entre espèces, cette corrélation n'apparaît pas. C’est ce que l’on appelle le paradoxe de Peto, du nom de l’épidémiologiste du cancer Richard Peto qui a décrit cette énigme pour la première fois dans les années 1970.
Comprendre ce qui rend les espèces plus grandes plus résistantes au cancer est à la fois intéressant et important; si nous pouvons comprendre comment les cellules d’éléphant survivent aux tumeurs, nous pouvons peut-être utiliser ces connaissances pour aider à réduire les risques de cancer pour l’humanité.
Contrôle des dommages à l'ADN des éléphants
En 2015, des scientifiques travaillant indépendamment à l'Université de Chicago dans l'Illinois et à l'Université de l'Utah à Salt Lake City ont fait une percée dans la compréhension de la résilience des éléphants au cancer.
Chez les humains et de nombreux autres animaux, un gène appelé p53 fonctionne comme un suppresseur de tumeur; il identifie les dommages à l'ADN qui n'ont pas été réparés et déclenche la mort cellulaire. De cette façon, les cellules qui ont le potentiel de devenir voyous sont étouffées dans l'œuf.
Lorsque les scientifiques ont examiné les génomes des éléphants, ils ont découvert qu'ils portaient au moins 20 copies de p53. En comparaison, la plupart des animaux, nous y compris, n'en portent qu'un seul exemplaire. Les copies supplémentaires de l’éléphant signifient que les cellules dont l’ADN est endommagé sont identifiées et détruites plus rapidement et plus efficacement.
Voulant s'appuyer sur cette découverte surprenante, une équipe de l'Université de Chicago a récemment publié un nouvel article dans la revue Rapports de cellule. L'étude décrit une deuxième partie du puzzle, expliquant plus en détail comment les éléphants semblent être capables de prévenir le développement du cancer.
Ses auteurs décrivent un gène anticancéreux revenu d'entre les morts. Comme l'auteur principal de l'étude Vincent Lynch, Ph.D., professeur adjoint de génétique humaine, explique: «Les gènes se dupliquent tout le temps. Parfois, ils font des erreurs, produisant des versions non fonctionnelles appelées pseudogènes. Nous les appelons souvent de manière dédaigneuse des gènes morts. »
La montée du gène zombie
Lors de l'étude de p53 chez les éléphants, ils ont découvert qu'un pseudogène connu sous le nom de facteur d'inhibition de la leucémie 6 (LIF6) n'était plus un pseudogène et était «revenu à la vie»; il avait «fait évoluer un nouveau sur-interrupteur».
La fonction relancée de LIF6 a fourni une autre pièce du puzzle; une fois activé par p53, LIF6 peut répondre à l'ADN endommagé en attaquant et en tuant la cellule. Pour ce faire, il produit une protéine qui perce les membranes mitochondriales, détruisant ainsi l’alimentation électrique de la cellule et la tuant rapidement.
«Ce gène mort est revenu à la vie. […] Ceci est bénéfique car il agit en réponse à des erreurs génétiques, des erreurs commises lors de la réparation de l'ADN. Se débarrasser de cette cellule peut prévenir un cancer ultérieur. »
Vincent Lynch, Ph.D.
Ce gène zombie semble avoir aidé les éléphants à échapper au cancer depuis longtemps: il y a 25 à 30 millions d'années. «Nous pouvons utiliser les astuces de l'évolution pour essayer de déterminer quand ce gène disparu est redevenu fonctionnel», explique Lynch.
Ils ont supposé que le gène LIF6 avait été réactivé à peu près au même moment que les parents éloignés de la taille d'une marmotte de l'éléphant commençaient à grandir en stature. Des mutations génétiques comme celle-ci ont peut-être aidé les éléphants à devenir les mastodontes qu'ils sont aujourd'hui.
«Les grands animaux à longue durée de vie doivent avoir développé des mécanismes robustes pour supprimer ou éliminer les cellules cancéreuses afin de vivre aussi longtemps qu'ils le font et d'atteindre leur taille adulte», explique le co-auteur de l'étude Juan Manuel Vazquez.
Les résultats sont intrigants; non seulement ils fournissent de nouvelles perspectives sur le cancer, mais ils nous donnent également un aperçu de l'évolution de l'éléphant. Ensuite, l'équipe prévoit d'étudier LIF6, en se concentrant exactement sur la façon dont il déclenche l'apoptose.
