Dans deux études majeures, les chercheurs ont utilisé des outils génomiques de pointe pour étudier les effets potentiels sur la santé de l’exposition aux rayonnements ionisants, un cancérogène connu, de l’accident de 1986 à la centrale nucléaire de Tchernobyl dans le nord de l’Ukraine.
Une étude n’a trouvé aucune preuve que l’exposition aux radiations des parents entraînait la transmission de nouveaux changements génétiques de parent à enfant. La deuxième étude a documenté les changements génétiques dans les tumeurs de personnes qui ont développé un cancer de la thyroïde après avoir été exposées, enfants ou fœtus, aux radiations libérées par l’accident.
Réacteurs 5 et 6 de la centrale nucléaire de Tchernobyl. Crédit d’image: Paweł ‘pbm’ Szubert via Wikimédia, CC-BY-SA-3.0
Les résultats, publiés autour du 35e anniversaire de la catastrophe, proviennent d’équipes internationales de chercheurs dirigées par des chercheurs du National Cancer Institute (NCI), qui fait partie des National Institutes of Health. Les études ont été publiées en ligne dans La science.
«Des questions scientifiques sur les effets des rayonnements sur la santé humaine ont été étudiées depuis les bombardements atomiques d’Hiroshima et de Nagasaki et ont été soulevées à nouveau par Tchernobyl et par l’accident nucléaire qui a suivi le tsunami à Fukushima, au Japon», a déclaré Stephen J. Chanock, MD, directeur de la Division d’épidémiologie et de génétique du cancer (DCEG) du NCI. «Ces dernières années, les progrès de la technologie de séquençage de l’ADN nous ont permis de commencer à aborder certaines des questions importantes, en partie grâce à des analyses génomiques complètes effectuées dans le cadre d’études épidémiologiques bien conçues.»
L’accident de Tchernobyl a exposé des millions de personnes dans la région environnante à des contaminants radioactifs. Des études ont fourni une grande partie des connaissances actuelles sur les cancers causés par les expositions aux rayonnements résultant d’accidents de centrales nucléaires. La nouvelle recherche s’appuie sur cette base en utilisant le séquençage d’ADN de nouvelle génération et d’autres outils de caractérisation génomique pour analyser des échantillons biologiques de personnes en Ukraine qui ont été touchées par la catastrophe.
La première étude a examiné la question de longue date de savoir si l’exposition aux rayonnements entraîne des changements génétiques qui peuvent être transmis du parent à la progéniture, comme cela a été suggéré par certaines études chez l’animal. Pour répondre à cette question, le Dr Chanock et ses collègues ont analysé les génomes complets de 130 personnes nées entre 1987 et 2002 et de leurs 105 couples mère-père.
Un des parents ou les deux avaient été des travailleurs qui avaient aidé à nettoyer après l’accident ou avaient été évacués parce qu’ils habitaient à proximité du lieu de l’accident. Chaque parent a été évalué pour une exposition prolongée aux rayonnements ionisants, qui peut avoir eu lieu à la suite de la consommation de lait contaminé (c’est-à-dire de lait de vaches qui broutaient sur des pâturages contaminés par des retombées radioactives). Les mères et les pères ont subi une gamme de doses de rayonnement.
Les chercheurs ont analysé les génomes d’enfants adultes pour une augmentation d’un type particulier de changement génétique héréditaire connu sous le nom de mutations de novo. Les mutations de novo sont des changements génétiques qui surviennent au hasard dans les gamètes d’une personne (spermatozoïdes et ovules) et peuvent être transmis à leur progéniture mais ne sont pas observés chez les parents.
Pour l’éventail des expositions aux radiations subies par les parents dans l’étude, il n’y avait aucune preuve, à partir des données de séquençage du génome entier, d’une augmentation du nombre ou des types de mutations de novo chez leurs enfants nés entre 46 semaines et 15 ans après l’accident. . Le nombre de mutations de novo observées chez ces enfants était très similaire à celui de la population générale avec des caractéristiques comparables. En conséquence, les résultats suggèrent que l’exposition aux rayonnements ionisants résultant de l’accident a eu un impact minime, voire nul, sur la santé de la génération suivante.
«Nous considérons ces résultats comme très rassurants pour les personnes qui vivaient à Fukushima au moment de l’accident de 2011», a déclaré le Dr Chanock. «On sait que les doses de rayonnement au Japon ont été inférieures à celles enregistrées à Tchernobyl.»
Dans la deuxième étude, les chercheurs ont utilisé le séquençage de nouvelle génération pour dresser le profil des changements génétiques dans les cancers de la thyroïde qui se sont développés chez 359 personnes exposées dans leur enfance ou in utero aux rayonnements ionisants de l’iode radioactif (I-131) libéré par l’accident nucléaire de Tchernobyl et en 81 les personnes non exposées nées plus de neuf mois après l’accident. L’augmentation du risque de cancer de la thyroïde a été l’un des effets néfastes sur la santé les plus importants observés après l’accident.
L’énergie des rayonnements ionisants rompt les liaisons chimiques de l’ADN, ce qui entraîne un certain nombre de types de dommages différents. La nouvelle étude souligne l’importance d’un type particulier de dommages à l’ADN qui implique des ruptures des deux brins d’ADN dans les tumeurs thyroïdiennes. L’association entre les cassures double brin de l’ADN et l’exposition aux rayonnements était plus forte chez les enfants exposés plus jeunes.
Ensuite, les chercheurs ont identifié les «pilotes» candidats du cancer dans chaque tumeur – les gènes clés dans lesquels des altérations ont permis aux cancers de se développer et de survivre. Ils ont identifié les conducteurs dans plus de 95% des tumeurs. Presque toutes les altérations impliquaient des gènes dans la même voie de signalisation, appelée voie de la protéine kinase activée par un mitogène (MAPK), y compris les gènes BRAF, RAS, et RET.
L’ensemble des gènes affectés est similaire à ce qui a été rapporté dans des études antérieures sur le cancer de la thyroïde. Cependant, les chercheurs ont observé un changement dans la distribution des types de mutations dans les gènes. Plus précisément, dans l’étude de Tchernobyl, les cancers de la thyroïde survenus chez les personnes exposées à des doses de rayonnement plus élevées pendant que les enfants étaient plus susceptibles de résulter de fusions génétiques (lorsque les deux brins d’ADN sont cassés et que les mauvais morceaux sont ensuite réunis), alors que ceux de les personnes non exposées ou celles exposées à de faibles niveaux de rayonnement étaient plus susceptibles de résulter de mutations ponctuelles (changements d’une seule paire de bases dans un élément clé d’un gène).
Les résultats suggèrent que les cassures double brin de l’ADN peuvent être un changement génétique précoce après une exposition aux rayonnements dans l’environnement qui permet par la suite la croissance des cancers de la thyroïde. Leurs résultats fournissent une base pour d’autres études sur les cancers radio-induits, en particulier ceux qui impliquent des différences de risque en fonction à la fois de la dose et de l’âge, ont ajouté les chercheurs.
«Un aspect passionnant de cette recherche a été l’opportunité de lier les caractéristiques génomiques de la tumeur avec des informations sur la dose de rayonnement – le facteur de risque qui a potentiellement causé le cancer», a déclaré Lindsay M. Morton, Ph.D., chef adjoint de la Direction de l’épidémiologie des rayonnements du DCEG, qui a dirigé l’étude.
«L’Atlas du génome du cancer a établi la norme en matière de profilage complet des caractéristiques de la tumeur», a poursuivi le Dr Morton. «Nous avons étendu cette approche pour terminer la première grande étude du paysage génomique dans laquelle l’exposition cancérogène potentielle était bien caractérisée, ce qui nous a permis d’étudier la relation entre les caractéristiques spécifiques de la tumeur et la dose de rayonnement.»
Elle a noté que l’étude a été rendue possible par la création de la banque de tissus de Tchernobyl il y a environ deux décennies – bien avant que la technologie ait été développée pour mener le type d’études génomiques et moléculaires qui sont courantes aujourd’hui.
«Ces études représentent la première fois que notre groupe effectue des études moléculaires en utilisant les échantillons biologiques qui ont été collectés par nos collègues en Ukraine», a déclaré le Dr Morton. «La banque de tissus a été créée par des scientifiques visionnaires pour collecter des échantillons de tumeurs de résidents de régions hautement contaminées qui ont développé un cancer de la thyroïde. Ces scientifiques ont reconnu qu’il y aurait des progrès technologiques substantiels à l’avenir, et la communauté des chercheurs profite maintenant de leur prévoyance. »
La source: NIH
