Derek Urwin a un intérêt particulier dans son travail de chercheur en lutte contre le cancer. Après des études de premier cycle en mathématiques appliquées à l'UCLA, il devient pompier. Son inspiration pour lancer une deuxième carrière de scientifique a été la perte de son frère, Isaac, décédé d'une leucémie à seulement 33 ans malgré l'absence d'antécédents de cancer dans leur famille. Il a obtenu son doctorat en travaillant avec Anastassia Alexandrova, professeur de chimie et de biochimie à l'UCLA College.
Urwin est maintenant professeur adjoint de chimie à l'UCLA – ; et toujours pompier à plein temps au service d'incendie du comté de Los Angeles. Dans une publication récente, ses travaux scientifiques ont apporté un nouvel éclairage sur les fondements chimiques des expositions pouvant conduire au cancer.
Lorsque des substances organiques brûlent, la fumée transporte des composés appelés hydrocarbures aromatiques polycycliques ou HAP. Les HAP peuvent pénétrer dans l’organisme par la respiration, l’alimentation, la boisson et le contact avec la peau. Les émissions de l’industrie et de l’automobile étant une source parmi d’autres, presque tout le monde est confronté à ces produits chimiques dans la vie de tous les jours. Certains emplois tels que la lutte contre les incendies et la production de goudron de houille exposent les travailleurs à des doses concentrées de HAP – ; les mêmes emplois qui ont tendance à être associés à un risque accru de cancer.
En fait, le Centre international de recherche sur le cancer a répertorié de nombreux HAP comme cancérogènes probables ou possibles. Parmi ces milliers de produits chimiques, un seul, le benzo(a)pyrène (B(a)P), est classé comme cancérogène connu pour l’homme.
Une étude réalisée par Urwin, Alexandrova et Elise Tran, étudiante de premier cycle à l'UCLA, publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciencesCela montre que certains cousins chimiques du B(a)P peuvent présenter un risque de cancer plus grave. Les scientifiques ont utilisé des simulations informatiques d'interactions moléculaires pour déterminer ce qui se passe lorsque chacun des 15 HAP s'installe à un endroit de l'hélice de l'ADN communément associé à des mutations cancérigènes. Comparés au cancérogène connu, six des HAP ont montré une plus grande affinité pour la liaison au point chaud de mutation. Ces six produits chimiques avaient également une plus grande probabilité d’éviter la détection par un mécanisme crucial pour réparer les lésions de l’ADN.
À gauche se trouve une molécule cancérigène connue et à droite une cousine chimique. Les tirets verts entourent un espace supplémentaire qui pourrait se connecter à l'ADN ; cet espace est masqué à l’intérieur des tirets orange.
Outre les nouvelles connaissances sur la toxicité relative des HAP, la recherche pourrait offrir un moyen plus rapide de filtrer les produits chimiques potentiellement dangereux et d'identifier ceux qui présentent le plus de risques pour la santé humaine. De tels résultats pourraient éclairer non seulement les études en laboratoire et en population, mais également les politiques publiques.
Nous espérons que notre stratégie pourra accélérer le processus d’étude de ces produits chimiques. Au lieu de ratisser large, cela pourrait montrer exactement par où commencer le processus. Des études informatiques efficientes, efficaces et précises peuvent même améliorer ou accélérer le processus d'élaboration de politiques améliorant la santé publique et la santé au travail.
Derek Urwin, premier auteur de l'étude
Urwin est également conseiller scientifique en chef de l'Association internationale des pompiers et a récemment été nommé au Conseil des normes de sécurité et de santé au travail de Californie.
« Le travail de Derek en tant que pompier a rendu cette recherche possible », a déclaré l'auteur correspondant Alexandrova, membre du California NanoSystems Institute de l'UCLA. « Il connaît très intimement ce qui se passe sur le terrain, ce qui nous permet d'établir un lien avec la chimie et les outils dont nous disposons. L'expérience de la vie réelle nous a appris ce qu'il faut faire. »
Le mérite revient également à l'intuition d'Urwin. Le germe de l’enquête était son observation selon laquelle, sur la base de leur structure, plusieurs HAP semblaient simplement devoir s’insérer plus étroitement que d’autres dans la double hélice de l’ADN, où ils s’insèrent comme une clé dans un trou de serrure.
Les chercheurs se sont appuyés sur des recherches antérieures dans lesquelles ils ont appliqué une technique algébrique avancée pour modéliser avec précision les interactions atomiques des HAP. Ils ont comparé la force avec laquelle le B(a)P et 14 autres HAP se lient à une séquence d'ADN mutée dans un tiers de tous les cancers humains.
L'équipe prévoit d'appliquer sa méthode informatique à d'autres points chauds génétiques liés au cancer, ainsi qu'à davantage de HAP et d'autres composés, y compris les « produits chimiques éternels » connus sous le nom de PFAS.
Ayant des liens avec le monde de la lutte contre les incendies et de la science, Urwin apprécie également l'opportunité de recherche participative communautaire. Dans ce modèle, les personnes étudiées contribuent à façonner les questions posées, la conception et l'exécution de la recherche, ainsi que la diffusion des informations qui en résultent aux personnes concernées d'une manière qu'elles comprennent.
« Mes collègues pompiers ont toujours été mal servis par la communauté scientifique, non pas par dédain, mais plutôt parce qu'il est compliqué de mener des recherches au milieu des opérations des services d'urgence », a déclaré Urwin. « Ayant mes pieds dans les deux domaines, je souhaite donner accès aux scientifiques afin que leurs recherches puissent avoir un impact positif sur la santé dans la communauté des services d'incendie. La science est censée rendre le monde meilleur pour les gens, qu'il s'agisse des pompiers ou de n'importe qui d'autre. «
