Cette étude cherche à caractériser le principal responsable du cancer du côlon ingéré à des doses cohérentes avec une alimentation humaine « normale » en étudiant l’impact de 3 molécules : le fer héminique, les amines hétérocycliques et les composés nitrosaminés (les NOC) provenant de la réaction des ions nitrates et nitrites de l’eau.

Les mécanismes moléculaires et cellulaires ont fait l’objet de manipulations in vitro dans des cultures de cellules de côlon normales et mutées sur le gène de l’APC (un régulateur de la division cellulaire). En effet, la plupart des cellules issues de tumeurs de côlon humaines présentent une mutation sur ce gène. Les lésions qui précédent la genèse du cancer (lésions dites « prénéoplasiques ») ont été évaluées chez des rats « induits chimiquement » afin d’étudier les stades précoces du cancer et les résultats ont été confirmés sur des stades plus avancés en étudiant la taille des tumeurs de souris cancéreuses (souris de la lignée Min).

Seul le fer héminique a induit plus de lésions chez les rats, à la différence des amines hétérocycliques et des NOC. L’hémoglobine issue du régime apporté aux souris Min a augmenté la charge de leurs tumeurs. L’eau issue des fécès de rats possédait une grande quantité d’aldéhydes (des molécules très réactives provenant de la péroxydation des lipides). Ces aldéhydes (et non pas le fer héminique) retrouvés dans l’eau fécale, notamment le 4-hydroxynonenal (4-HNE) présentent une grande cytotoxicité (mort des cellules par apoptose) et génotoxicité (cassures dans l’ADN) envers des cellules saines, mais pas envers des cellules tumorales possédant la mutation APC +/-. Ainsi, la péroxydation lipidique initiée par le fer héminique semble être le mécanisme responsable de l’apoptose observée dans le colon.

Etudier des doses cohérentes avec celles quotidiennement ingérées : permet de remettre en cause le rôle des amines hétérocycliques formées lors de la carbonisation des aliments et largement incriminées dans les revues de nutrition. Le fait de confirmer les résultats sur des tumeurs de lignées de souris mutantes. Les études in vivo ont également été complétées avec des modèles cellulaires chez des lignées de cellules normales (APC +/+ et mutantes APC +/-).

In vitro, il semble que ces aldéhydes causent des cassures doubles brins de l’ADN, et que la ligature hasardeuse de ces morceaux conduise à des mutations. Ainsi, ces molécules auraient un effet dose-dépendant : à forte concentration, elles tuent les cellules saines, alors qu’à faible concentration, elles génèrent des mutations de l’ADN. Ces cellules mutées acquièrent alors une résistance aux effets des aldéhydes, échappent à l’apoptose et peuvent accumuler d’autres mutations pouvant mener, à terme, au cancer, si le gène touché est celui de l’APC. Il y a donc un double effet : d’une part une sélection de ces cellules pré-tumorales, d’autre part une augmentation du taux de mutation dans les cellules saines.

In vivo, l’étude des ponts d’anaphase, qui sont des biomarqueurs de l’instabilité des chromosomes et une conséquence de la mutation de l’APC, confirment les résultats précédents.