Visualisation de la division cellulaire.
Avec plus de 1000 nouveaux cas par jour en France, le cancer est une préoccupation de santé publique majeure. Cette maladie est caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante, fruit de la multiplication d’une cellule initiatrice du cancer. La réponse immunitaire lors d’une infection active le même mode de reproduction cellulaire. Comprendre ce phénomène en profondeur représente donc un défi important.
Des scientifiques tentent de mettre en évidence une faille de ce mode de reproduction. Des mutations génétiques peuvent apparaître lors de la multiplication d’une cellule. Le rôle est crucial car :
- dans le cas où les cellules sont confrontées à un nouvel environnement, le taux de mutation doit être suffisamment élevé pour favoriser les mutations bénéfiques nécessaires à leur adaptation ;
- néammoins, un taux trop élevé risque d’entraîner l’apparition de mutations défavorables pour la population.
L’hypothèse formulée est que l’adaptation à un nouveau milieu d’une population ayant ce mode de reproduction a comme effet secondaire une croissance du taux de mutation, pouvant entraîner son extinction.
La compréhension de ce phénomène nécessite une approche tant expérimentale que théorique, d’où la formation d’une équipe alliant plusieurs disciplines : génétique, théorie de l’évolution, biologie, bioinformatique, et mathématiques. Les mathématiques interviennent lors de la conception et de l’étude de modèles théoriques du phénomène, qui décrivent l’évolution aléatoire du développement de la population au cours du temps. Dans ces modèles, la reproduction d’une cellule peut aléatoirement entraîner une reproduction à l’identique ou bien une mutation. Il est alors possible d’étudier l’influence du taux de mutations sur la probabilité qu’une mutation défavorable persiste dans la population, sur la longueur d’une lignée porteuse d’une mutation défavorable, etc. À terme, il est possible de valider l’hypothèse sur des modèles se rapprochant le plus possible de la réalité biologique.
L’enjeu de cette étude est de taille. Si la faille de ce mode de reproduction pouvait être exploitée, il serait alors possible de contrôler voire d’éradiquer des infections chroniques tenaces ; de plus, un tel savoir pourrait nous éclairer sur de nouvelles stratégies pour traiter le cancer.
Brève rédigée par Sophie Pénisson (Université Paris-Est Créteil) d’après les travaux de A. Colato, P. J. Gerrish, S. Pénisson et P.D. Sniegowski.
Pour en savoir plus :
- La page de Sophie Pénisson.
- P.D. Sniegowski, P.J.Gerrish, R.E. Lenski, (1997) « Evolution of high mutation rates in experimental populations of E. coli», Nature, Vol. 387, No. 6634, pp. 703-5 [En anglais].
- D’autres recherches menées en mathématiques sur le cancer.
Crédits images : Science Photo Library.
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