Interférence des CEM sur la membrane cellulaire: une hypothèse (1995-2005)

B.Nusgens & P.Mineur

Afin de déterminer si l’exposition à des champs électromagnétiques (CEM) pourrait entraîner des conséquences biologiques et sanitaires, il s’agit de comprendre le ou les mécanismes potentiels d’interaction avec les structures biologiques. Un mécanisme plausible serait l’interférence des CEM avec les événements qui se produisent au niveau de la membrane cellulaire et qui permettent la communication des cellules avec l’environnement extérieur (hormones, facteurs de croissance…) à travers des récepteurs (antenne). La transmission de tels messages est réalisée par des seconds messagers (les ions calcium, l’AMP cyclique…) pour, en finalité, réguler les fonctions cellulaires (prolifération, fabrication des produits d’exportation, migration, mort cellulaire programmée…). Des perturbations dans cette cascade d’événements peuvent avoir des conséquences sur la santé.

Des recherches in vitro, avec l’utilisation d’un grand nombre de type de cellules dans des conditions contrôlées, ont été réalisées de part le monde afin d’analyser les effets des CEM sur ce réseau de communication avec des résultats négatifs et positifs, qui n’ont pas pu, dans certain cas, être reproduits par d’autres équipes. Notre équipe a observé une modulation par les CEM des signaux calciques induite par des facteurs de croissance dans des cellules humaines normales. Cet effet a uniquement été observé à certains niveaux de concentration des facteurs de croissance dans le sérum qui activaient de manière sous-optimale les cellules. Un autre mécanisme potentiel suggérerait que les CEM, non mutagéniques par eux-même, pourraient agir en tant que co-carcinogène. Notre approche a été de combiner les CEM à un facteur environnemental reconnu comme nuisible, les radiations UV, responsables de l’augmentation de l’incidence de cancers agressifs au niveau de la peau tel que le mélanome. Jusqu’à présent, nous n’avons pas mis en évidence d’altération de la réponse cellulaire aux UV en présence des CEM.

Le seul effet des CEM que nous avons pu reproduire concerne la conservation des oscillations de la concentration du Ca2+ dans des cellules activées par des concentrations sous-optimales de facteurs de croissance sériques. L’implication de molécules du signal calcique de la famille des MAPKinases, ERK ½, doit être confirmée. Les autres membres de cette famille, p-38 and JUN-kinase, doivent être analysés. Les recherches utilisant siRNA contre MAPKinases devront confirmer leur rôle dans le signal calcique et les effets des CEM. La signification de cette observation sur la prolifération cellulaire (survie) et la mort cellulaire programmée (apoptose) sera évaluée sur d’autres types de cellules, normales et transformées.

Jusqu’à présent, aucune influence significative des CEM sur l’expression des gènes induits par les UVB, potentiellement impliqués dans l’angiogenèse, n’a été observée, ni sur des fibroblastes provenant de derme humain, ni sur des kératinocytes provenant de l’épiderme humain. La répétition de ces expérimentations sur des kératinocytes possédant l’oncogène ras sera envisagée.

B.Nusgens & P.Mineur

Dans la plupart des cellules, le transfert de signaux issus du milieu extérieur vers les différents éléments de la machinerie cellulaire contrôlant les fonctions vitales telles l’adhésion, la migration, la synthèse de produits, la multiplication et la survie utilise l’ion calcium comme second messager intracellulaire. Un accroissement transitoire de la concentration de calcium intracellulaire est généré par l’ouverture de canaux membranaires et/ou par un relargage réversible de cet ion à partir des réservoirs internes. La plupart des récepteurs membranaires, y compris les récepteurs activés par les signaux mécaniques, utilisent cette voie sensible de signalisation. Dans les fibroblastes humains en culture, les champs électromagnétiques, d’intensité modérée, prolongent les oscillations de calcium induites par l’activité de facteurs de croissance sériques à dose sub-optimale.

Bomans, J., Lambert, CH.A., Scarpa, B., Nusgens, B., Legros, W., and Lapière, CH.M. (1996). Low intensity electromagnetic fields produce a wave of calcium in the fibroblasts (Les champs électromagnétiques de faible intensité produisent une vague calcique dans les fibroblastes): Bulletin et mémoires de l’académie royale de médecine de Belgique, 151, p. 243-249.

Mineur, P. (2010). Etudes des effets biologiques de facteurs environnementaux.PhD thesis, University of Liège, Belgium (see the document online).