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Développement de la cellule cancéreuse

Notre corps est constitué de nombreuses petites unités appelées cellules, qui forment les tissus et les organes. Le développement des tissus et organes chez l'enfant et leur réparation chez l'adulte sont généralement engendrés par une augmentation de la taille des cellules qui se divisent ensuite d'une façon ordonnée en 2 cellules. Des signaux chimiques indiquent aux cellules de se diviser ou de cesser de se diviser. Les directives relatives à la croissance cellulaire sont habituellement claires et les cellules du corps y obéissent.

Lorsque les cellules se divisent, elles se reproduisent telles quelles. Une cellule se divise en 2 cellules identiques puis ces 2 cellules se divisent en 4 et ainsi de suite. Habituellement, chez l'adulte, les cellules se développent et se divisent pour produire plus de cellules uniquement lorsque le corps en a besoin pour remplacer des cellules vieillissantes ou endommagées. Bien des cellules vivent pendant une période fixe et meurent ensuite par un processus de mort cellulaire programmée appelé apoptose. Ce renouvellement de cellules aide à maintenir le corps en santé. Les cellules qui composent les divers tissus et organes se divisent à des vitesses différentes. Les cellules de la peau, par exemple, se divisent plutôt rapidement alors que les cellules nerveuses se reproduisent très lentement ou pas du tout une fois qu’elles sont matures.

Le cancer peut prendre naissance dans n’importe quelle cellule du corps. Au début, la cellule est normale, mais elle change par la suite. On croit qu’une cellule normale doit subir plusieurs lésions, ou mutations, avant de se transformer en cellule cancéreuse. Ces lésions affectent la façon dont la cellule se développe, agit, se reproduit et meurt. Elles peuvent inciter la cellule à continuer de se développer et de se diviser d'une façon désordonnée au lieu de mourir comme elle le devrait. Bien qu'il existe de nombreux types de cancer différents, ils prennent tous naissance à la suite du développement anormal et incontrôlé de cellules.

Les cellules cancéreuses agissent différemment des cellules normales car :

  • elles ne cessent de se diviser
  • elles n'obéissent pas aux signaux donnés par les cellules normales
  • elles n'adhèrent pas très bien les unes aux autres et peuvent ainsi se propager à d'autres parties du corps
  • plutôt que de se développer en cellules matures spécialisées, elles restent dans un état immature

Chromosomes et gènes

L'ADNADNMolécules à l’intérieur de la cellule qui ont la capacité de programmer l’information génétique. L’ADN détermine la structure, la fonction et le comportement d’une cellule. de nos cellules est emmagasiné dans des structures en forme de bâtonnet appelées chromosomeschromosomesPartie de la cellule qui contient l’ADN (l’information génétique).. On observe 46 chromosomes, qui forment 23 paires différentes, dans la plupart des cellules du corps humain. Les paires de chromosomes 1 à 22, qui sont semblables chez l'homme et la femme, sont dits "autosomes" alors que la paire de chromosomes 23, qui correspond aux chromosomes sexuels, diffère chez l'homme et la femme. La femme a deux chromosomes X alors que l'homme a un chromosome X et un chromosome Y. Les chromosomes sont situés dans le noyau de la cellule. Une personne hérite d'une version de chaque chromosome de chacun de ses parents, soit 23 chromosomes qui viennent de la mère et 23 chromosomes qui viennent du père.

Les gènesgènesUnité biologique fondamentale responsable de la transmission des caractères héréditaires des parents à leur enfant. Les gènes sont des segments d’ ADN qui déterminent les caractéristiques particulières d’une personne. sont les unités de base de l'hérédité qui encodent et transfèrent les caractères d'une cellule à l'autre et des parents aux enfants. Ils dirigent en grande partie ce qui se passe dans le corps et déterminent les caractéristiques d'une personne comme la couleur des yeux et des cheveux ainsi que le type sanguin. On compte environ 25 000 gènes humains différents. Chaque gène existe en 2 versions, appelées allèles, qui diffèrent légèrement l'une de l'autre. Chaque personne hérite d'une version du gène de sa mère et de l'autre version de son père. Un gène responsable de la couleur des yeux par exemple existe en 2 versions, soit l'une qui peut être pour les yeux bleus et l'autre pour les yeux bruns.

Les gènes, qui sont constitués d'ADNADNMolécules à l’intérieur de la cellule qui ont la capacité de programmer l’information génétique. L’ADN détermine la structure, la fonction et le comportement d’une cellule., sont situés dans les chromosomes. Deux brins d'ADN reliés entre eux s'enroulent pour former une double hélice d'ADN. Les brins d'ADN sont maintenus ensemble par des composés chimiques appelés bases ou nucléotides. Il existe 4 bases différentes, soit l'adénine (A), la thymine (T) la cytosine C) et la guanine (G), qui peuvent être disposées dans n'importe quel ordre. C'est l'ordre des bases du gène qui détermine le message que contient le gène.

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Division cellulaire

Avant qu'une cellule se divise, elle doit reproduire tout son contenu et faire des copies exactes de ses 46 chromosomes afin que chacune des 2 cellules filles porte exactement les mêmes gènes que la cellule mère. C'est donc un processus complexe lors duquel les brins d'ADN de chaque chromosome se déroulent en vue d'être copiés. La cellule forme deux doubles hélices identiques, dont l'une sera transférée à chacune des deux cellules filles lors de la division. Des erreurs, ou mutations, surviennent fréquemment en raison de la complexité du système. La cellule reconnaît toutefois la plupart de ces erreurs et les répare automatiquement. Néanmoins, certaines d'entre elles passent inaperçues et peuvent être transmises aux cellules filles.

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Mutations génétiques

La plupart des cancers sont causés par un changement ou une lésion qui se produit dans nos gènes. Un changement dans un gène est appelé une mutation génétiquemutation génétiqueModification, ou altération, permanente d’un gène.. On pourrait considérer ces mutations comme des fautes d'orthographes qui n'ont pas été corrigées par les mécanismes de réparation des gènes, lesquels agissent comme des vérificateurs d'orthographe recherchant des erreurs pour les corriger. Les mutations peuvent affecter la structure d'un gène et l'empêcher de fonctionner correctement.

Les gènes peuvent être mutés pour diverses raisons, et les mutations peuvent se produire de plusieurs façons différentes. Le type le plus simple de mutation est la substitution d'une base d'ADN différente. La thymine (T), par exemple, peut remplacer l'adénine (A), ce qui pourrait modifier le message du gène. D'autres types de mutations simples sont, entre autres, la délétion et la duplication d'une ou de plusieurs bases (nucléotides). Certaines mutations qui n'affectent pas les régions importantes d'un gène pourraient ne causer aucun problème, alors que d'autres en causeront.

Au cours des dernières années, les scientifiques ont appris beaucoup sur la façon dont les changements anormaux qui surviennent dans nos gènes peuvent influencer notre santé et accroître le risque de cancer.

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Système de réparation du corps

Chaque cellule a la capacité de détecter des changements dans l'ADN et de les réparer avant qu'ils ne soient transmis aux nouvelles cellules. Mais il arrive parfois que ce mécanisme de réparation fasse défaut. Avec l'accumulation de mutations au fil du temps, la cellule endommagée est plus susceptible de devenir cancéreuse. Les cellules dont l'ADN endommagé ne peut être réparé sont souvent détruites par plusieurs mécanismes. Cependant, ces "systèmes déclencheurs de la mort cellulaire" peuvent aussi devenir défectueux dans les cellules cancéreuses. Une cellule qui a des mutations et qui n'est pas détruite peut devenir cancéreuse. Il faut que plusieurs mutations se soient produites pour engendrer le cancer, en général au moins 6, avant que les vérifications du contrôle du développement normal soient abolies et que la cellule saine se transforme en cellule maligne. L'accumulation de ces mutations et la transformation de la cellule saine en une cellule maligne (cancéreuse) prend habituellement de nombreuses années.

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Causes des mutations génétiques

Les mutations génétiques sont essentiellement causées par deux facteurs. Elles peuvent se produire par hasard ou être héréditaires.

Mutations sporadiques

La plupart des cancers se manifestent à cause d'altérations génétiques dans les cellules qui se produisent surtout par hasard et qui s'accumulent tout au cours d'une vie. Ce sont des mutations sporadiques (spontanées) ou acquises. Il arrive parfois que ces altérations soient des erreurs qui surviennent alors qu'une cellule se divise. Elles peuvent également être causées par quelque chose qui endommage l'ADN de la cellule, soit des facteurs de risque comme le tabagisme, certains produits chimiques (toxines) et virus ainsi que les radiations.

La plupart des mutations sporadiques se produisent dans les cellules autres que les ovules et les spermatozoïdes, ces dernières étant appelées cellules germinales alors que les autres sont appelées cellules somatiques. Les mutations des cellules somatiques ne sont pas transmises d'un parent à l'enfant.

Mutations héréditaires

Il arrive parfois que les gènes altérés qui rendent une personne plus vulnérable au cancer soient transmis d'un parent à un enfant. On parle alors d'une mutation héréditaire. Puisque les mutations héréditaires sont présentes dans les cellules reproductrices, ou germinales, du parent, soit dans le spermatozoïde du père ou l'ovule de la mère, on dit qu'elles sont germinales. Puisque la mutation est observée dans l'une des cellules germinales, elle peut être transmise au moment de la conception et sera présente dans chacune des cellules du corps de l'enfant. Les hommes et les femmes porteurs d'une mutation germinale risquent à 50 % de la transmettre à leurs enfants, c'est-à-dire qu'ils ont 1 chance sur 2 de le faire. Les mutations germinales peuvent être transmises de génération en génération. Cependant, environ seulement 5 à 10 % des cancers sont causés par des mutations génétiques héréditaires.

Les mutations héréditaires doivent prendre naissance quelque part. Toutes les mutations germinales apparaissent sous forme de mutation de novo, soit une nouvelle mutation dans une cellule germinale qui se développe chez un certain ancêtre et puis qui est transmise à la famille. Les mutations de novo peuvent aussi se produire dans le spermatozoïde ou l'ovule d'un parent et être ensuite transmises aux enfants. Les mutations de novo peuvent expliquer la présence d'une mutation génétique chez un enfant lorsqu'il n'y a pas d'antécédents familiaux d'un certain trouble. Cependant, la plupart des personnes qui transmettent une mutation à leurs enfants l'ont reçu de l'un de leurs parents.

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Types de gènes du cancer

Les scientifiques ont découvert trois classes principales de gènes qui participent grandement au contrôle de la croissance des cellules et qui jouent un rôle dans le développement des cellules cancéreuses. Une personne qui hérite d'une forme mutée d'un de ces gènes pourrait être plus susceptible de développer un type particulier de cancer.

Oncogènes

Les oncogènes incitent les cellules à croître de façon désordonnée et favorisent la croissance des cellules cancéreuses. Les oncogènes sont une version endommagée des gènes normaux et on les appelle proto-oncogènesproto-oncogènesGène normal qui participe à la régulation de la croissance et de la division cellulaires et qui peut subir une mutation (changement) et devenir un oncogène. Les mutations peuvent être d'origine héréditaire ou être causées par une exposition à un agent carcinogène (substance qui cause le cancer) dans. Les proto-oncogènes gèrent diverses fonctions cellulaires liées à la croissance et à la reproduction.

Chaque personne a 2 versions de chaque gène (une héritée de chaque parent). Les mutations d'oncogènes sont dominantes, ce qui signifie qu'une anomalie héritée dans l'une des versions d'un oncogène peut mener au cancer, même si la seconde version du gène est normale.

Gènes suppresseurs de tumeurs

Les gènes suppresseurs de tumeurs sont des gènes qui protègent normalement contre le cancer. Ils agissent comme un frein et aident à faire cesser la croissance des cellules et à gérer leur mort. Si les gènes suppresseurs de tumeurs sont endommagés, absents ou encore s'ils ne fonctionnent pas adéquatement, la croissance, la division et la mort cellulaires pourraient être désordonnées. On croit qu'un gène suppresseur de tumeur endommagé ou manquant participe au développement de près de 50 % de tous les cancers.

TP53 est un gène suppresseur de tumeur qui provoque la mort cellulaire. Il est souvent endommagé ou absent dans de nombreux types de cancer.

Les mutations des gènes suppresseurs de tumeurs sont récessives, ce qui signifie que les deux versions du gène doivent porter l'anomalie pour que la personne soit à risque de développer un cancer.

Gènes de réparation de l'ADN

Les gènes de réparation de l'ADN se chargent de réparer les gènes endommagés. Ils réparent les erreurs (mutations) qui se produisent couramment lorsque l'ADN est copié. Mais si ces gènes sont eux-mêmes endommagés, il est alors possible que les mutations ne soient pas réparées et qu'elles s'accumulent. On peut aussi considérer les gènes de réparation de l'ADN comme un type de gènes suppresseurs de tumeurs. Les mutations des gènes de réparation de l'ADN sont également récessives, ainsi les 2 versions du gène doivent porter l'anomalie pour que la personne soit à risque de cancer.

Les scientifiques ne connaissent pas toutes les mutations qui peuvent permettre aux cancers de naître et de se développer. Bien que les oncogènes, les gènes suppresseurs de tumeurs et les gènes de réparation de l'ADN soient les principaux acteurs derrière les mutations liées au cancer, les mutations présentes dans d'autres types de gènes qui participent à la croissance cellulaire peuvent aussi jouer un rôle. Ce sont entre autres les gènes actifs dans le vieillissement ou la mort des cellules. D'autres mutations génétiques qui permettent aux cellules cancéreuses de se propager dans les tissus voisins, d'échapper à la surveillance du système immunitaire, de fabriquer de nouveaux vaisseaux sanguins et de circuler vers de nouveaux emplacements peuvent aussi se produire. De nombreux cancers ne peuvent être liés à un gène spécifique.

Les gènes peuvent aussi interagir entre eux ou avec d'autres facteurs pour causer le cancer.

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Étapes du développement du cancer

En général, le cancer suit 3 étapes principales de développement. Puisque plusieurs étapes et mutations génétiques sont habituellement nécessaires à l'apparition du cancer, cela peut prendre du temps. En général, bien des années passent entre l'exposition à la substance qui cause le cancer et l'apparition du cancer. Cette période porte le nom de période de latence, ou temps de latence. C'est également pour cette raison que le risque de cancer augmente au fur et à mesure qu'une personne vieillit : les expositions à des agents carcinogènes et les mutations ont eu plus de temps pour s'accumuler.

Initiation

Les experts croient qu'un bon nombre de cancers sont causés par des mutations génétiques. D'autres cancers peuvent être attribués à des mécanismes additionnels comme des translocations (où des fragments de chromosomes se détachent de leur emplacement normal pour se joindre à un chromosome complètement différent) ou encore lorsque le fonctionnement spécifique d'un gène change en raison des messages différents qu'il reçoit. Chaque cellule possède la capacité de reconnaître ces mutations et peut soit se détruire elle-même (par apoptose), soit les réparer avant qu’elles ne soient transmises à de nouvelles cellules. Si cette capacité de réparation fait défaut et que d'autres mutations se produisent, la cellule endommagée est plus susceptible de devenir cancéreuse.

Ce changement initial peut être causé par des agents carcinogènes comme les produits chimiques, le tabac ou l’exposition à des radiations, mais la cause est souvent inconnue et possiblement liée au hasard. Les changements causés par des agents carcinogènes sont dits initiateurs. À ce stade, la cellule commence à devenir anormale.

Promotion

La cellule doit subir des lésions additionnelles et répétées avant de devenir cancéreuse. Des substances comme les hormones et certains médicaments endommagent davantage la cellule et sont appelés promoteurs. Contrairement aux agents carcinogènes, les promoteurs ne causent pas par eux-mêmes le cancer, mais ils prédisposent la cellule ayant subi une initiation à devenir cancéreuse.

Certains agents carcinogènes, comme l'exposition à de fortes doses d'irradiation, ont une action suffisamment puissante pour engendrer le cancer sans l’aide d’un promoteur.

Progression

Une cellule normale qui a subi un changement, ou transformation, acquiert un comportement, une croissance et un fonctionnement assez différents et devient une cellule cancéreuse. Les directives de croissance de la cellule deviennent confuses, ce qui incite la cellule à poursuivre sa croissance et à continuer à se reproduire (doublement). Le temps requis pour le doublement des cellules est appelé temps de doublement. Les cellules cancéreuses à croissance rapide peuvent prendre de 1 à 4 semaines pour doubler tandis que celles qui ont une croissance plus lente peuvent prendre de 2 à 6 mois. Le temps de doublement varie selon le type et l’agressivité de la cellule cancéreuse.

Chez l’adulte, l’initiation est habituellement suivie d’une longue période de développement (de latence) au cours de laquelle surviennent la promotion et la progression. Cela signifie que la cellule ne devient cancéreuse qu’après une longue période. Chez l’enfant, cette période de latence est plus courte.

Lorsque les cellules cancéreuses se développent, elles peuvent se regrouper pour former une masse (tumeur). Elles peuvent prendre plusieurs mois ou même des années (jusqu'à 30 ans) avant de former une bosse suffisamment grosse pour être détectée au toucher ou par un examen d’imagerie. Pendant ce temps, la cellule cancéreuse a subi environ 30 doublements ou plus, et bien que la tumeur soit petite, elle peut contenir environ 1 milliard de cellules. Chez l’enfant, cette bosse peut être décelée en un espace de temps beaucoup plus court.

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Métastases

Lorsque les cellules cancéreuses se divisent, elles peuvent envahir le tissu avoisinant, mais elles peuvent aussi se détacher de la tumeur d'origine (tumeur primitive) et circuler dans le sang ou le système lymphatique. Si les cellules cancéreuses réussissent à échapper à la détection par le système immunitaire, elles peuvent être transportées par le sang et la lymphe vers des parties éloignées du corps. C'est ainsi que le cancer peut se disséminer (métastases).

Le cancer chez l’enfant tend à former des métastases beaucoup plus tôt que le cancer chez l’adulte. Dans environ 80 % des cancers chez l’enfant, les métastases sont déjà présentes au moment du diagnostic.

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