Dans une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’École de Santé Publique de Yale, deux « produits chimiques éternels » ont stimulé des cellules cancéreuses en laboratoire à migrer vers de nouvelles positions, indiquant que ces produits chimiques pourraient contribuer à la métastase du cancer chez les organismes vivants.
L’étude portait sur le groupe de produits chimiques industriels appelés les substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS). Ces substances sont connues sous le nom de « produits chimiques éternels » car elles ne se décomposent pas dans l’environnement et peuvent s’accumuler dans le corps humain. Elles ont la capacité de repousser l’eau et de résister à la pénétration par les huiles. Elles sont tristement célèbres pour leur ubiquité, leur stabilité environnementale exceptionnelle et leurs effets toxiques présumés.
« Les PFAS constituent une classe prévalente de polluants organiques persistants de plus en plus préoccupants à l’échelle mondiale. Ils ont été fréquemment détectés dans l’environnement, tels que dans l’eau potable, la poussière intérieure, les produits de nettoyage et les revêtements », a déclaré co-premier auteur Jie Zheng, chercheur postdoctoral qui travaillait dans le laboratoire du principal enquêteur Caroline Johnson, professeure agrégée d’épidémiologie (sciences de la santé environnementale), au moment où la recherche a été menée.
Les produits chimiques éternels apparaissent dans le sang des nouveau-nés, des personnes vivant dans des communautés autochtones subarctiques, des poissons et des moules, et même dans les œufs d’oiseaux. Aucun niveau de PFAS dans le corps n’est considéré comme sûr, et ils ont été liés à une série de problèmes de santé, y compris des cancers. En novembre, le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC) a classé l’acide perfluorooctanoïque (PFOA), un PFAS courant, comme cancérigène pour l’homme et l’acide perfluorooctanesulfonique (PFOS), un autre PFAS courant, comme potentiellement cancérigène pour l’homme.
Aucune étude n’a abordé la relation entre les PFAS et le carcinome colorectal (CCR), a expliqué Zheng. Cependant, les pompiers souffrent de ce type de cancer à des taux plus élevés que la population générale et ils sont fortement exposés aux PFAS au travail. Environ 80% des cas de CCR sont considérés comme liés à une exposition environnementale de quelque sorte.
Mais ce que les produits chimiques pourraient faire pour initier ou encourager ce type de cancer était jusqu’à présent peu clair.
Le laboratoire de Johnson étudie le CCR avec la métabolomique, un outil qui mesure les niveaux fluctuants de milliers de petites molécules telles que les acides aminés, les lipides et les protéines dans un échantillon biologique. « Nous observons les motifs qui se produisent au sein d’un groupe de personnes exposées ou d’un groupe de personnes malades, puis essayons de formuler une hypothèse sur la raison pour laquelle quelqu’un peut développer une maladie ou avoir une progression de la maladie », a déclaré Johnson. « La métabolomique est l’un des seuls outils où vous pouvez mesurer les expositions environnementales dans le même échantillon que l’effet biologique. »
Dans cette série d’expériences, les auteurs ont étudié la réaction des cellules du CCR à une immersion dans une solution de PFAS pendant jusqu’à sept jours. Ils ont observé une motilité cellulaire accrue avec l’exposition et ont trouvé des changements métaboliques cohérents avec la métastase du cancer.
Les résultats concordaient avec les connaissances actuelles sur le métabolisme, la propagation et le pronostic du CCR, constituant une preuve que les produits chimiques peuvent induire la métastase.
Pour étudier le profil métabolique des cellules du CCR après une exposition aux PFAS, l’étude s’est concentrée sur le PFOS et le PFOA. Les deux ont été utilisés dans la mousse anti-incendie et de nombreux autres produits.
Les auteurs ont utilisé deux types de cellules du CCR. Un type était composé de cellules avec un gène KRAS non muté ou « sauvage » ; dans l’autre, le gène KRAS portait une mutation commune associée à un type de tumeur du côlon particulièrement mortel chez les femmes. Les cellules se sont formées en de petites boules appelées sphéroïdes.
Les chercheurs ont constaté que le fait d’immerger les sphéroïdes dans les produits chimiques stimulait la capacité de migration des cellules. Elles ont montré une propension à se propager et à pénétrer les membranes. Dans une autre expérience, les chercheurs ont fait pousser les cellules sous forme d’une couche plate en deux dimensions, puis ont tracé une rayure au milieu, séparant la moitié des cellules de l’autre. Lorsqu’ils ont ajouté des PFAS, les lignées cellulaires ont grandi et ont migré de nouveau ensemble.
« Cela ne prouve pas que c’est métastatique, mais elles ont une motilité accrue, ce qui est une caractéristique de la métastase », a déclaré Johnson.
L’analyse métabolomique a révélé que les sphéroïdes produisaient une variété d’acides gras, d’acides aminés et de protéines de signalisation selon des schémas liés à la métastase. Les acides gras à chaîne courte, qui peuvent protéger contre les tumeurs et l’inflammation, étaient régulés à la baisse.
Une Western blot a révélé une régulation à la hausse et à la baisse de protéines de signalisation spécifiques associées à la métastase lors d’un processus appelé la transition épithéliale-mésenchymateuse (TEM). Pendant la TEM, les cellules épithéliales perdent leur polarité cellulaire et leur adhésion cellulaire tout en acquérant des propriétés migratoires et invasives pour devenir des cellules souches mésenchymateuses. Il a été démontré que la TEM se produit dans la cicatrisation des plaies, la fibrose des organes et l’initiation de la métastase dans la progression du cancer.
Par exemple, lorsque les cellules étaient exposées à l’un ou l’autre produit chimique à des niveaux plus élevés, les deux types cellulaires exprimaient moins d’E-cadhérine, les rendant moins adhésives – une étape clé dans la métastase liée à la TEM. Les résultats ont renforcé la confiance de l’équipe dans le fait que la cellule se comportait in vitro comme une cellule métastatique dans le corps.
L’E-cadhérine est une protéine d’adhérence cellulaire. Des mutations ont été associées à des cancers de l’estomac, du sein, du côlon, de la thyroïde et de l’ovaire.
Certaines modifications suggérant un potentiel métastatique étaient plus prononcées dans la lignée mutée KRAS. Cela signifie que les cancers avec cette mutation pourraient être particulièrement enclins à se propager après une exposition à ces produits chimiques.
L’étude fait partie d’une quête continue des scientifiques pour mieux comprendre l’exposome – c’est-à-dire toutes les influences environnementales sur une personne de la conception à la mort, y compris biologiques, chimiques, environnementales, sociales, etc. Étant donné que les PFAS sont si répandus, presque tout le monde y est exposé.
Cette étude utilisait des niveaux d’exposition similaires à ceux détectés chez les pompiers et d’autres personnes en contact fréquent avec les PFAS, comme les habitants à proximité des décharges, des aéroports, des bases militaires ou des stations d’épuration. Dans de futures études, le laboratoire de Johnson vise à tester des expositions plus faibles, plus proches de celles auxquelles la plupart des gens sont confrontés chaque jour. Ils prévoient également d’examiner les niveaux de PFAS et les résultats cliniques chez les patients atteints de cancer colorectal.
« Bon nombre d’études in vitro ne peuvent pas être transposées à l’homme », a déclaré Johnson. « Mais je pense qu’il est important de comprendre d’abord les mécanismes par lesquels ils peuvent réellement affecter la croissance des cellules cancéreuses. »
L’étude a été publiée dans la revue Environmental Science & Technology.
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