Résistance au cancer des espèces arctiques

Bien que l’étiologie et la guérison du cancer chez l’homme et les organismes modèles de laboratoire aient fait l’objet d’une grande attention, de nombreux aspects du cancer restent mal compris et sérieusement sous-étudiés. Par exemple, il est désormais largement reconnu que le cancer n’affecte pas seulement les humains, mais qu’il est présent chez presque toutes les espèces du règne animal, des hydres aux baleines. Cependant, malgré un intérêt croissant, nos connaissances sur le cancer chez les animaux sauvages sont restées extrêmement limitées jusqu’à récemment. Des publications récentes démontrent l’omniprésence du cancer, mais révèlent des différences substantielles dans la prévalence/mortalité du cancer parmi les principaux ordres de mammifères. Il est frappant de constater que quelques espèces semblent naturellement résistantes à la progression du cancer. Étant donné que ces modèles expérimentaux non standard peuvent avoir évolués vers des mécanismes anticancéreux naturels différents et que les recherches limitées menées à ce jour ont déjà fourni des informations considérables, la poursuite des recherches sur le cancer chez les animaux sauvages promet des avancées extrêmement précieuses, qui pourraient conduire au développement de thérapies anticancéreuses innovantes et plus saines pour l’homme, avec des effets indésirables réduits. Il est important de noter qu’aucune étude ne s’est penchée sur la question de savoir si l’évolution de la résistance au cancer confère également aux espèces la capacité spécifique de leurs cellules saines à résister aux effets secondaires des facteurs de stress, qui sont également potentiellement utilisés dans les traitements contre le cancer (par exemple, les irradiations) et dont on sait qu’ils ont des effets pro-cancéreux.
Les oiseaux de mer et de rivage sont des modèles animaux intéressants pour étudier la coévolution des traits d’histoire de vie et de la résistance au cancer. Il est généralement intéressant de constater que les oiseaux présentent plusieurs paramètres physiologiques qui favorisent le vieillissement chez les mammifères, y compris chez l’homme, tels qu’un taux métabolique élevé ou une glycémie élevée, et il semble qu’ils aient développé une forte résistance à l’immortalisation cellulaire. Plus précisément, des espèces comme les pétrels ou les huîtriers à longue durée de vie présentent des mécanismes de vieillissement cellulaire (allongement des télomères, activité somatique de la télomérase) qui sont connus pour favoriser le cancer chez l’homme. La question de la résistance au cancer et de la nature des mécanismes supposés chez les oiseaux n’a donc pas été élucidée, et aucune étude n’a jusqu’à présent abordé la question de sa coévolution avec les traits d’histoire de vie.
Pour explorer ces aspects peu étudiés de l’évolution du cancer chez les animaux, CAREaS vise à acquérir une base de données unique et précise, collectée simultanément au niveau interspécifique et dans une cohorte d’individus, sur la dynamique des télomères, l’activité de la télomérase et les indicateurs liés au cancer, qui sont inexistants chez la plupart des oiseaux de mer et des oiseaux de rivage arctiques. Notre hypothèse de recherche globale est que, en conséquence de la diminution des risques de prédation due à leurs capacités de vol, les oiseaux ont coévolué vers un rythme de vie lent (par exemple, une longue durée de vie) avec des adaptations anti-âge spécifiques (par exemple, la résistance au glucose élevé). Cette coévolution des caractéristiques pourrait même être plus prononcée chez les oiseaux marins de l’Arctique, car leur rythme de vie est généralement plus lent que celui des espèces de la plupart des régions tempérées. Le cancer étant l’une des caractéristiques du vieillissement, les mécanismes de protection contre l’immortalisation des cellules peuvent être apparus comme un mécanisme important associé aux rythmes de vie lents. Nous nous attendons à ce que ces mécanismes soient de nature différente chez les petits et les grands oiseaux de mer, allant du contrôle de la longueur des télomères à l’activation de gènes et à l’expression de protéines dont le rôle anti-cancer n’est pas encore identifié. Le présent projet a trois objectifs principaux :

(i) cribler un panel représentatif d’espèces aviaires arctiques, afin d’établir le continuum des longueurs de télomères et des activités de télomérase ainsi que la résistance cellulaire in vitro au stress de l’irradiation. Nous établirons les liens corrélatifs entre ce continuum et les traits d’histoire de vie des espèces, ainsi qu’avec la prévalence du cancer qui a été établie par notre collaborateur au sein des familles d’oiseaux (M. Giraudeau, com. pers.). Parmi ces espèces, l’accès aux populations de petits pétrels sera d’une importance capitale. Cet objectif sera mené sur deux sites différents, la station de recherche internationale de Ny-Ålesund (Svalbard, 2024, dont Fulmarus Glacialis avec G.W. Gabrielsen) et Middletown Island (Alaska, 2025, 15 espèces dont l’Océanite cul-blanc Hydrobatides pelagicus Dr S. Whelan and Dr S. Leclaire). L’accès aux populations de ces oiseaux sera organisé avec les collaborateurs cités, qui ont déjà accepté de soutenir notre programme. Nous visons à obtenir 7 à 10 échantillons par espèce, pour un total de 20 espèces.

(ii) lancer une étude de suivi d’une population d’huîtriers et établir un modèle d’âge des changements dans les mesures des télomères/télomérases et des réponses cellulaires au stress de l’irradiation. Cette étude sera menée sur notre terrain annuel récurrent (2024-2027), près de la ville de Tromsø, en Norvège. S. Bourgeon, en tant que PI scientifique local pour le programme sur les huîtriers, a déjà obtenu les autorisations pour la capture et l’échantillonnage. Nous prévoyons de commencer avec 30 à 40 captures d’adultes et de poussins par an.

(iii) étudier les différences spatiales dans l’exposition aux contaminants parmi les populations d’une même espèce. L’idée est de déterminer comment les polluants (et quel type) peuvent modifier l’activité de la télomérase et la réponse cellulaire au stress, c’est-à-dire d’évaluer dans quelle mesure ils constituent des risques pro-cancer. Cette étude sera réalisée en collaboration avec J. Gigault afin d’évaluer le rôle des microplastiques dans la modulation de ces risques.