Chaque créature multicellulaire – ; que ce soit en planant dans les cieux, en nageant dans les profondeurs de l'océan ou en parcourant la surface de la terre – ; partage une vulnérabilité commune : la croissance incontrôlée de cellules appelée cancer.
Une nouvelle étude complète de 10 ans menée par des chercheurs de l'Arizona State University a examiné plus de 16 000 enregistrements d'autopsie de 292 espèces de vertébrés, révélant des différences significatives dans la prévalence du cancer. Les découvertes offrent des analyses neuves dans l'évolution de cancer tout en contestant le paradoxe de Peto – ; un concept clé en biologie évolutive.
Le paradoxe de Peto suggère que les animaux plus gros, avec leur plus grand nombre de cellules et leur durée de vie plus longue, devraient avoir des taux de cancer proportionnellement plus élevés. Cependant, cette étude montre que même si les taux de cancer augmentent avec la taille du corps, cette augmentation n’est que légère. Cela renforce l’idée selon laquelle les grands animaux ont développé de puissants mécanismes de suppression du cancer, mais cela met également en évidence de nouvelles complexités dans la manière dont les risques de cancer se manifestent d’une espèce à l’autre.
L'étude ajoute une nuance au paradoxe de Peto en montrant que la prévalence du cancer a tendance à augmenter avec la taille du corps et les taux de mutation cellulaire, mais diminue avec des périodes de gestation plus longues. Cela suggère que la relation entre la taille, la longévité et la résistance au cancer est plus complexe qu’on ne le pensait auparavant. Les résultats approfondissent notre compréhension de l’évolution du cancer et pourraient fournir des indices pour développer des thérapies plus efficaces.
« Jusqu'à récemment, nous ne connaissions aucun taux de cancer chez aucune espèce autre que les humains, les chiens et les rats-taupes nus », explique Carlo Maley, auteur principal de l'étude.
J'ai hâte de découvrir toutes sortes d'espèces différentes avec des taux de cancer extrêmement faibles. Ils peuvent nous montrer comment la nature a résolu le problème de la prévention du cancer. »
Carlo Maley, Université d’État de l’Arizona
Maley est chercheur au Biodesign Center for Biocomputing, Security and Society, professeur à l'École des sciences de la vie de l'ASU et directeur de l'Arizona Cancer Evolution Center.
En plus de ses collègues de l'ASU, Maley est rejoint par une équipe interdisciplinaire issue d'institutions de recherche américaines et internationales de premier plan. L'étude apparaît dans le numéro actuel de la revue Découverte du cancer.
Caractéristiques des espèces et risque de cancer
Les données de cette étude ont été collectées auprès de 99 institutions zoologiques, aquariums et autres installations qui s'occupent d'animaux dans des milieux gérés. Les pathologistes vétérinaires ont effectué des autopsies sur des animaux pour identifier les tumeurs et distinguer les cas bénins des cas malins, permettant ainsi aux chercheurs d'évaluer la prévalence du cancer dans un large éventail d'espèces.
Notamment, certaines espèces présentaient des taux de cancer inhabituellement élevés. Par exemple, jusqu’à 63 % des furets ont développé des tumeurs, et les opossums et les hérissons présentaient des risques de cancer tout aussi élevés. Les résultats suggèrent que les animaux ayant des cycles de vie plus courts n’auraient peut-être pas subi suffisamment de pression évolutive pour développer de solides défenses contre le cancer. En revanche, des espèces telles que le marsouin commun, la chauve-souris frugivore de Rodrigues et le manchot à pieds noirs présentaient des taux de cancer remarquablement inférieurs, avec moins de 2 % des individus touchés.
Les mammifères présentaient généralement les taux les plus élevés de tumeurs bénignes et malignes, suivis par les reptiles, les oiseaux et les amphibiens. Ces résultats mettent en valeur la relation complexe entre les traits d'un animal – ; comme la taille du corps, la durée de vie et le moment de la reproduction – ; et son risque de cancer.
Des espèces telles que les éléphants et les baleines, malgré leur grande taille et leur longévité, présentent des taux de cancer étonnamment faibles. Cela est probablement dû à de multiples copies de gènes suppresseurs de cancer comme TP53 et à d’autres mécanismes encore à découvrir. Les éléphants, par exemple, possèdent des copies supplémentaires de TP53 mais présentent également une sensibilité accrue aux dommages causés à l’ADN, ce qui conduit à l’élimination des cellules endommagées avant qu’elles ne deviennent cancéreuses.
Mécanismes de défense supplémentaires contre le cancer
Au-delà du TP53, l’étude a découvert d’autres stratégies potentielles de défense contre le cancer. Par exemple, les espèces présentant moins de mutations aléatoires dans les cellules du corps avaient tendance à avoir une prévalence de cancer plus faible. Cela suggère que minimiser les mutations grâce à des mécanismes vigoureux de protection et de réparation de l’ADN pourrait être un autre moyen par lequel certaines espèces se protègent du cancer.
Une autre découverte clé est que les espèces ayant des périodes de gestation plus longues ont tendance à avoir des taux de cancer plus faibles. Les chercheurs émettent l’hypothèse que des périodes de gestation plus longues pourraient offrir davantage de possibilités aux cellules de s’autoréguler correctement, réduisant ainsi le risque de mutations à fort impact pouvant conduire à un cancer plus tard dans la vie.
Les chercheurs ont également mené des tests de réponse aux dommages de l’ADN sur diverses espèces afin d’explorer davantage les mécanismes de suppression du cancer. Ils ont mesuré comment les cellules de différents animaux réagissaient aux radiations et à la chimiothérapie, en se concentrant sur l'arrêt du cycle cellulaire et la mort cellulaire programmée (apoptose) – ; méthodes utilisées pour éliminer les cellules aberrantes avant qu’elles ne se transforment en cancer. Bien que ces réponses varient selon les espèces, elles ne sont pas directement corrélées à la prévalence du cancer. Cela suggère que d’autres facteurs, tels que le fonctionnement du système immunitaire ou les processus métaboliques, pourraient jouer un rôle plus crucial dans la résistance au cancer.
« Nous sommes ravis d'exploiter les stratégies naturelles de lutte contre le cancer afin de le prévenir chez l'homme », déclare le co-auteur Zach Compton, de l'Arizona Cancer Evolution Center et de l'Université de l'Arizona.
Élargir les connaissances entre les espèces
Collectivement, ces découvertes mettent en évidence la découverte d’espèces dotées d’un super pouvoir de prévention du cancer. Les chercheurs se tournent maintenant vers la question de savoir comment y parvenir.
Les premières preuves suggèrent diverses tactiques de lutte contre le cancer selon les espèces, notamment des mécanismes vigilants de réparation de l’ADN, des taux de mutation plus faibles et des périodes de gestation plus longues. Comprendre ces défenses naturelles pourrait conduire à de nouvelles stratégies et traitements de prévention du cancer chez l’homme. À l’inverse, comprendre pourquoi certaines espèces sont exceptionnellement sensibles au cancer pourrait expliquer les syndromes cancéreux chez l’homme.
Les chercheurs soulignent la nécessité de poursuivre les études pour s'appuyer sur ces découvertes et élargir notre compréhension du cancer chez toutes les espèces. La collecte de davantage de données sur les populations sauvages et l’étude d’espèces supplémentaires pourraient révéler de nouveaux modèles de résistance ou de susceptibilité au cancer. Ces efforts pourraient également conduire à des avancées dans la prévention du cancer, bénéficiant aux humains ainsi qu’à de nombreuses autres espèces animales.
