Exercices: Altérations du génome et cancérisation

Citer trois facteurs favorisant l'apparition d'un cancer et préciser, pour chacun, s'il s'agit d'un facteur mutagène, viral ou génétique.

Expliquer pourquoi les rayons ultraviolets augmentent le risque de cancer de la peau. Indiquer deux gestes de prévention.

Le papillomavirus humain (HPV) et le virus de l'hépatite B (VHB) sont associés à des cancers.

1. a) Nommer le cancer principalement lié au HPV et celui lié au VHB.

1. b) Indiquer une mesure de prévention pour chacun.

Dans une cohorte, le taux de mutation observé dans des cellules de poumon de non-fumeurs est de 15 mutations par cellule et par an. Chez des fumeurs, il est de 60 mutations par cellule et par an.

1. a) Calculer le rapport entre les deux taux.

1. b) Calculer le nombre de mutations supplémentaires accumulées en 20 ans de tabagisme.

1. c) Expliquer pourquoi cette accumulation augmente la probabilité de cancer.

Une cellule épithéliale possède un gène suppresseur de tumeur dont les deux allèles doivent être inactivés pour perdre sa fonction. Chez une personne, un allèle est déjà muté dans toutes les cellules (prédisposition héréditaire, par exemple BRCA1). La probabilité qu'un allèle sain mute dans une cellule donnée est $p = 10^{-6}$.

1. a) Calculer la probabilité d'inactivation des deux allèles dans une cellule d'une personne non prédisposée (mutations indépendantes).

1. b) Calculer cette probabilité chez la personne prédisposée.

1. c) En déduire le rapport entre les deux risques et conclure sur la notion de susceptibilité génétique.

Le tableau donne la fréquence de cancers du poumon pour 100 000 personnes par an dans une région : non-fumeurs 10 ; fumeurs de moins de 10 cigarettes par jour 80 ; fumeurs de plus de 20 cigarettes par jour 250.

1. a) Calculer le risque relatif des gros fumeurs par rapport aux non-fumeurs.

1. b) Esquisser (allure de la courbe) ou décrire la relation dose-effet.

1. c) Un fumeur peut-il être sûr de ne pas avoir de cancer ? Justifier avec le vocabulaire des probabilités.

Une étude épidémiologique compare 500 patients atteints d'un cancer du col de l'utérus à 500 témoins appariés. L'infection par un HPV à haut risque est détectée chez 450 patientes et chez 50 témoins.

1. a) Construire le tableau de contingence.

1. b) Calculer l'odds ratio.

1. c) Discuter ce que l'on peut conclure sur le lien de causalité et expliquer pourquoi la vaccination et le dépistage sont complémentaires.

Un cancer colorectal apparaît en moyenne après l'accumulation de 5 mutations dans des gènes clés. On suppose que chaque cellule d'un tissu subit en moyenne $\mu$ mutations de ces gènes par an, avec $\mu = 0{,}1$ pour un tissu normal. Un agent mutagène multiplie $\mu$ par 4.

1. a) Calculer le temps moyen pour accumuler 5 mutations dans chaque cas.

1. b) Interpréter le résultat en termes d'âge d'apparition d'un cancer.

1. c) Indiquer les limites de ce modèle simplifié (rôle de la réparation de l'ADN, de la prolifération cellulaire, du système immunitaire).

Une protéine p53 normale bloque le cycle cellulaire en cas de lésion de l'ADN. Une lignée cellulaire porte une mutation inactivant p53. Elle est exposée à des UV.

1. a) Prévoir et justifier le comportement de cette lignée par rapport à une lignée normale (arrêt du cycle, réparation, apoptose).

1. b) Expliquer pourquoi cette lignée accumule plus de mutations après irradiation.

1. c) Expliquer pourquoi un cancer résulte de plusieurs altérations et non d'une seule.