Une étude récente sur des patientes atteintes d’un cancer du sein a révélé que les cellules cancéreuses pourraient exploiter les cycles hormonaux naturels du corps pour se propager pendant le sommeil. Les chercheurs ont constaté que la majorité des cellules tumorales circulantes (CTC) — des cellules cancéreuses qui se sont détachées d’une tumeur et ont pénétré dans le sang — tendent à être libérées pendant la phase avancée du sommeil, juste avant le lever du soleil, plutôt que pendant la journée. Cela remet en cause les hypothèses antérieures selon lesquelles les CTC seraient libérées de manière uniforme tout au long de la journée. Cette recherche, dirigée par Nicola Aceto, oncologue moléculaire à l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH), souligne l’importance du moment choisi pour les procédures médicales. Zoi Diamantopoulou, biologiste spécialisée dans les cellules cancéreuses et autrice principale de l’étude, souligne que l’heure à laquelle une biopsie est pratiquée peut avoir un impact significatif sur la précision d’un diagnostic. Bien que l’étude ne suggère pas que le sommeil provoque le cancer, elle indique qu’une fois le cancer développé, sa progression pourrait être influencée par le sommeil et les changements hormonaux qui l’accompagnent. Harrison Ball, étudiant en doctorat à l’Université du Michigan, note qu’un sommeil régulier est essentiel pour les patients atteints de cancer afin de maintenir un système immunitaire solide, qui joue un rôle crucial dans la lutte contre la maladie. Le sommeil soutient la fonction immunitaire, et Sunitha Nagrath, ingénieure chimiste à l’Université du Michigan à Ann Arbor, explique que le système immunitaire fonctionne de manière optimale lorsque les individus se reposent suffisamment. Bien que le cancer puisse se propager de manière agressive la nuit, un système immunitaire fonctionnant bien peut aider l’organisme à se défendre. Francis Lévi, oncologue médical à l’Université Paris-Saclay, étudie depuis trois décennies l’influence de l’horloge interne du corps, appelée rythme circadien, sur la santé et les maladies. Ses recherches ont montré que le moment de l’administration des médicaments anticancéreux peut influencer leur efficacité et leurs effets secondaires, un domaine connu sous le nom de chronothérapie. Lévi a également découvert que ces moments optimaux peuvent varier entre les hommes et les femmes. Christoph Scheiermann, immunologiste à l’Université de Genève en Suisse, reconnaît qu’il faudra peut-être davantage de recherches et d’essais cliniques pour convaincre les professionnels de la santé que l’heure de la journée compte dans le traitement et le diagnostic. Cependant, les résultats de l’étude suggèrent que le prélèvement de sang au bon moment pourrait avoir une valeur diagnostique immédiate. Les scientifiques étudient les rythmes biologiques liés au cycle jour-nuit depuis le XVIIIe siècle. En 1729, l’astronome français Jean-Jacques Dortous de Mairan a découvert que les feuilles de la sensitive continuaient à s’ouvrir et à se fermer selon un cycle de 24 heures, même dans l’obscurité permanente, suggérant que la plante possédait une horloge interne. L’horloge biologique du corps humain est située dans un groupe d’environ 20 000 neurones dans les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus. Cette horloge interne régule le cycle de 24 heures des changements physiologiques et comportementaux, connu sous le nom de rythme circadien. Les neurones reçoivent des signaux lumineux de la rétine et coordonnent l’activité d’autres régions du cerveau et d’organes, notamment le foie et les reins, en activant et désactivant de nombreux gènes. Jeffrey Hall, Michael Rosbash et Michael Young ont reçu le prix Nobel en 2017 pour leur découverte de gènes essentiels qui régulent cette horloge interne. Chez l’humain, au moins 30 % de tous les gènes produisant des protéines présentent une activité cyclique dans divers organes, un chiffre qui pourrait augmenter avec une analyse plus détaillée de l’activité génique. Lorsque les niveaux de lumière diminuent, les neurones de l’horloge circadienne sécrètent de la mélatonine, une hormone favorisant le sommeil. D’autres hormones, comme la leptine, qui régule la faim, et le cortisol, impliqué dans la réponse au stress, contribuent à l’éveil matinal et à de nombreux processus immunitaires et métaboliques. Les perturbations du cycle de 24 heures, comme celles subies par les personnes travaillant de nuit et dormant le jour, peuvent augmenter le risque de développer un cancer. Les hôtesses de l’air et les infirmières, par exemple, présentent un risque légèrement plus élevé de cancer du sein, possiblement en raison de rythmes circadiens perturbés. Dans des études en laboratoire, des souris ont également montré un risque accru de développer des tumeurs mammaires dans des conditions simulant le travail de nuit. L’Agence internationale de recherche sur le cancer considère que le travail à des heures irrégulières, comme celui des hôtesses de l’air et des infirmières de nuit, est « probablement cancérogène ». Les risques liés au travail posté ou de nuit dépassent le cancer du sein et incluent le cancer de la prostate, les maladies cardiovasculaires et plusieurs autres affections chroniques. Selon Lévi, cette population présente également une probabilité plus élevée de développer des infections. Bien que les raisons exactes de l’augmentation du risque de cancer due aux perturbations fréquentes des cycles veille-sommeil ne soient pas entièrement comprises, des études suggèrent que des facteurs comme l’immunosuppression, l’inflammation chronique ou une prolifération cellulaire accrue pourraient être en jeu. Les cellules immunitaires possèdent également leurs propres horloges circadiennes, et leur fonction fluctue tout au long de la journée. Les niveaux de globules blancs circulants, qui aident l’organisme à combattre les infections et autres maladies, atteignent leur pic pendant la phase de repos — la nuit pour les humains et le jour pour les souris. Lorsque l’horloge circadienne interne est désynchronisée avec l’environnement externe, cela peut entraîner des dysfonctionnements cellulaires et des dommages métaboliques. Une fois les cellules devenues cancéreuses, elles semblent échapper au rythme circadien. Contrairement aux tissus sains, les cellules cancéreuses et les tumeurs ne présentent généralement pas les oscillations observées dans les tissus normaux. C’est pourquoi les scientifiques ont été surpris de constater que des hormones clés du rythme circadien, comme la mélatonine et la testostérone, influençaient directement la génération de CTC dans l’étude zurichoise. Lorsque les chercheurs ont remarqué des écarts dans le nombre de cellules cancéreuses détectées dans des échantillons de sang prélevés à différents moments de la journée, ils ont décidé d’approfondir leurs recherches. Diamantopoulou explique que la libération des CTC n’était pas constante tout au long de la journée, mais fluctuait. Les scientifiques ont suspecté que des hormones comme la mélatonine, qui régule le sommeil, et les corticostéroïdes, qui équilibrent la réponse au stress et d’autres processus essentiels, pourraient être les signaux déterminant le moment de la libération des CTC. Ces hormones sont des régulateurs connus du rythme circadien et atteignent leurs niveaux maximaux dans le sang entre 3 h et 4 h 30 du matin. Diamantopoulou a prélevé des échantillons de sang chez trente patientes hospitalisées pour un cancer du sein, une fois à 4 h et une fois à 10 h. Elle a constaté que près de 80 % des CTC étaient détectées dans les échantillons de sang prélevés à 4 h, lorsque les patientes étaient au repos. Pour mieux comprendre ces résultats, les scientifiques ont répété leurs observations sur des souris atteintes de cancers induits expérimentalement. Comme les souris sont nocturnes, leurs niveaux de CTC étaient jusqu’à 88 fois plus élevés pendant la journée, lorsqu’elles étaient au repos, que pendant la nuit, lorsqu’elles étaient actives. La perturbation du cycle veille-sommeil des souris leur a permis de réduire le nombre de cellules cancéreuses dans leur sang. Pendant la phase de repos, les cellules cancéreuses libérées se divisaient plus rapidement que les cellules saines. Ces cellules étaient également plus susceptibles de se développer en nouvelles tumeurs, suggérant que les CTC qui se détachent pendant le sommeil sont plus capables de créer des métastases. Selon Scheiermann, ces cellules tumorales circulantes sont probablement libérées puis absorbées par un autre tissu. Il est surprenant non seulement que le nombre de CTC différait à différents moments de la journée, mais aussi que les CTC en phase de repos étaient plus agressives que celles détectées quelques heures plus tard, ajoute Nagrath. Si la mélatonine augmente la production de CTC et la croissance tumorale, un composé chimique bloquant la mélatonine pourrait inverser ses effets. L’insuline, en revanche, a favorisé la prolifération des cellules tumorales. Ces résultats suggèrent que les cellules cancéreuses répondent encore à certains signaux du cycle jour-nuit et du rythme circadien. Il est tout à fait logique que les cellules cancéreuses circulantes soient plus susceptibles de se développer et de se diviser pendant le repos, déclare Ball. Ce schéma s’observe également dans les cellules non cancéreuses. La prolifération accrue produit également des cellules plus « agressives », c’est-à-dire plus susceptibles de se propager et de former des tumeurs secondaires. Les résultats de cette étude pourraient mener à de nouvelles méthodes de prélèvement de biopsies cancéreuses et ouvrir la voie à l’administration de traitements à différents moments de la journée. Bien que l’idée d’administrer des doses de médicaments en fonction du rythme circadien du patient, via la chronothérapie, en soit encore à ses débuts, les travaux de Lévi montrent que la prise en compte de l’horloge circadienne peut influencer l’efficacité et la tolérance de dizaines de médicaments anticancéreux. D’autres essais ont suggéré que les cancers du sein, des ovaires et des poumons pourraient bénéficier de la chronothérapie. « Nous avons observé des différences significatives, jusqu’à cinq fois en termes de toxicité et près du double d’efficacité du même régime de chimiothérapie lorsqu’il est administré par perfusion chronomodulée plutôt que par perfusion constante », décrit Lévi. Un essai sur le cancer colorectal mené par Lévi suggère que l’administration des doses en fonction du rythme circadien pourrait même offrir des avantages spécifiques aux hommes et aux femmes. Selon Lévi, les résultats de l’étude d’Aceto constituent une base importante, mais il reste encore beaucoup à faire. Cette étude n’a examiné que deux moments dans la journée, ce qui n’est pas suffisant. Le rythme circadien peut également varier d’un patient à l’autre, comme l’ont observé les souris étudiées. Les patients peuvent avoir différents chronotypes, comme les lève-tôt et les couche-tard. La nature de la tumeur et de la chimiothérapie peut également perturber le rythme circadien des patients. Quelle est la prochaine étape ? Selon Nagrath : « Il est nécessaire de vérifier si ces observations s’appliquent à tous les cancers ou uniquement aux cancers sensibles aux hormones comme le cancer du sein. »