Les polluants PFAS favorisent la migration des cellules cancéreuses : étude

Dans une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'École de santé publique de Yale, deux « produits chimiques éternels » ont incité les cellules cancéreuses du laboratoire à migrer vers de nouvelles positions, indiquant que les produits chimiques pourraient contribuer aux métastases du cancer dans les organismes vivants. La recherche est publiée dans la revue Sciences et technologies environnementales.

L’étude a porté sur le groupe de produits chimiques industriels appelés 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. Tous ont la capacité d’évacuer l’eau et de résister à la pénétration des huiles. Ils sont connus pour leur omniprésence, leur stabilité environnementale exceptionnelle et leurs effets toxiques présumés.

“Les PFAS constituent une classe répandue de polluants organiques persistants qui préoccupent de plus en plus le public dans le monde entier. Ils ont été fréquemment détectés dans l'environnement, comme dans l'eau potable, la poussière intérieure, les produits de nettoyage et les revêtements”, a déclaré le co-premier auteur Jie Zheng, un associé postdoctoral qui travaillait dans le laboratoire de la chercheuse principale Caroline Johnson, Ph.D., professeure agrégée d'épidémiologie (sciences de la santé environnementale), au moment où la recherche a été menée.

Les produits chimiques sont présents dans le sang des nouveau-nés, des personnes vivant dans les communautés autochtones subarctiques, dans les poissons et les moules, et même dans les œufs d'oiseaux. Aucun niveau de PFAS dans le corps n’est considéré comme sûr, et ils ont été associés à une litanie de problèmes de santé, notamment des cancers. En novembre, le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé l'acide perfluorooctanoïque (PFOA), un PFAS courant, comme cancérogène 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 le PFAS et le carcinome colorectal (CRC), 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. On pense qu’environ 80 % des cas de CCR sont liés à une exposition environnementale quelconque.

Mais ce que les produits chimiques pourraient faire pour déclencher ou stimuler ce type de cancer n’est pas clair.

Le laboratoire Johnson étudie le CRC avec la métabolomique, un outil qui mesure les niveaux fluctuants de milliers de petites molécules comme les acides aminés, les lipides et les protéines dans un échantillon biologique.

“Nous examinons les schémas qui se produisent au sein d'un groupe de personnes exposées ou d'un groupe de personnes malades, puis essayons de générer une hypothèse sur les raisons pour lesquelles quelqu'un peut développer une maladie ou voir sa progression progresser”, a déclaré Johnson. “La métabolomique est l'un des seuls outils permettant de mesurer les expositions environnementales dans le même échantillon que l'effet biologique.”

Dans cette série d’expériences, les auteurs ont étudié comment les cellules CRC réagissent lorsqu’elles sont immergées dans une solution PFAS pendant sept jours maximum. Ils ont observé une motilité cellulaire accrue avec l’exposition et ont trouvé des changements métaboliques compatibles avec des métastases cancéreuses.

Les résultats concordent avec les connaissances actuelles sur le métabolisme, la propagation et le pronostic du CCR, ce qui constitue la preuve que les produits chimiques peuvent induire des métastases.

Le cancer en mouvement

Pour étudier le profil métabolique des cellules CRC après exposition au PFAS, l’étude s’est concentrée sur le PFOS et le PFOA. Les deux ont été utilisés dans la mousse anti-incendie et dans de nombreux autres produits.

Les auteurs ont utilisé deux types de cellules CRC provenant d’une lignée appelée SW48. Un type consistait en cellules avec un gène KRAS non muté ou « de type sauvage » ; dans l'autre, le gène KRAS portait une mutation commune associée à un type de tumeur du côlon particulièrement mortel chez la femme. Les cellules se sont formées en minuscules boules appelées sphéroïdes.

Les chercheurs ont découvert que le bain des sphéroïdes dans les produits chimiques augmentait la capacité de migration des cellules. Ils ont tendance à se propager et à pénétrer dans les membranes. Dans une autre expérience, les chercheurs ont fait croître les cellules sous la forme d’une couche plate bidimensionnelle, puis ont tracé une rayure au milieu, séparant la moitié des cellules de l’autre moitié. Lorsqu’ils ont ajouté du PFAS, les lignées cellulaires se sont développées et ont à nouveau migré ensemble.

“Cela ne prouve pas qu'il s'agisse de métastases, mais ils ont une motilité accrue, ce qui est une caractéristique des métastases”, 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 précédemment liés aux métastases. Les acides gras à petite chaîne, qui peuvent protéger contre les tumeurs et l’inflammation, ont été régulés négativement.

Un transfert Western a révélé une régulation positive et négative révélatrice de protéines signal spécifiques associées aux métastases au cours d'un processus appelé transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT).

Par exemple, lorsqu’ils sont exposés à l’un ou l’autre produit chimique à des niveaux plus élevés, les deux types de cellules expriment moins de E-cadhérine, ce qui les rend moins adhésives, une étape clé dans les métastases liées à l’EMT. 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.

Certains changements suggérant un potentiel métastatique étaient plus prononcés dans la lignée mutée par KRAS. Cela pourrait signifier que les cancers porteurs de cette mutation pourraient être particulièrement susceptibles de se propager après une exposition à ces produits chimiques.

Un regard sur l'exposome

La recherche fait partie d'une quête continue menée par les scientifiques pour mieux comprendre l'exposome, c'est-à-dire toutes les influences environnementales sur une personne depuis la conception jusqu'à la mort, y compris les influences biologiques, chimiques, environnementales, sociales, etc. Parce que les PFAS sont si répandus, presque tout le monde est exposé.

Cette étude a utilisé des niveaux d'exposition similaires à ceux détectés chez les pompiers et autres personnes en contact fréquent avec les PFAS, comme les personnes vivant à proximité de décharges, d'aéroports, de bases militaires ou de stations d'épuration des eaux usées. Dans les études futures, le laboratoire Johnson vise à tester des expositions plus faibles, plus proches de celles auxquelles la plupart des gens sont confrontés quotidiennement. Ils prévoient également d’examiner les niveaux de PFAS et les résultats cliniques chez les patients atteints d’un cancer colorectal.

“De nombreuses études in vitro ne peuvent pas être transposées chez l'homme”, a déclaré Johnson, “mais je pense qu'il est important de comprendre d'abord les mécanismes par lesquels elles peuvent réellement affecter la croissance des cellules cancéreuses.”