L'alkylation

UNE L'alkylation indique le transfert d'un groupe alkyle d'une molécule à une autre. L'alkylation a un effet mutagène et cancérigène, car l'ADN et l'ARN sont souvent attaqués et modifiés par des agents alkylants. Les agents dits alkylants sont utilisés en médecine d'une part pour inhiber la croissance cellulaire en tant que cytostatiques et d'autre part ils déclenchent le cancer ou entraînent des dommages génétiques chez la progéniture.

Quelle est l'alkylation?

Certaines substances chimiques développent des effets mutagènes et cancérigènes en raison de leur capacité à provoquer une alkylation. Lors de l'alkylation, les groupes alkyles sont transférés. La méthylation est un cas particulier d'alkylation. Le groupe méthyle appartient également au groupe alkylène. Cependant, la méthylation a toujours lieu dans le corps dans des conditions physiologiques, tandis que les groupes alkyle avec plus d'un atome de carbone sont principalement causés par des substances exogènes.

La méthylation de l'ADN est responsable des changements épigénétiques. De nombreuses autres réactions de méthylation ont également lieu dans l'organisme. Dans le procédé, les groupes méthyle sont transférés vers des groupes fonctionnels spécifiques tels que les groupes hydroxyle, amino ou sulfhydryle.

Lorsque des groupes éthyle, propyle ou même alkyle à chaîne supérieure sont transférés, le matériel génétique est particulièrement altéré. Plus il y a de groupes alkyles qui se lient à l'ADN, plus les brins d'ADN se cassent souvent. En outre, différents brins peuvent également être connectés les uns aux autres. Après tout, les alkylations à chaîne supérieure entraînent toujours des changements dans les molécules d'acide nucléique. En raison des changements d'acide nucléique, entre autres, la croissance cellulaire est inhibée.

Fonction et tâche

En raison de l'effet inhibiteur de croissance des alkylations, il existe des applications possibles dans la lutte contre le cancer. Bien que les composés alkylants soient cancérigènes, ils peuvent également arrêter la croissance non inhibée des cellules cancéreuses existantes. En détruisant l'ADN, la croissance des cellules en prolifération (cellules en division) est interrompue à des soi-disant points de contrôle du cycle cellulaire. La cellule meurt lentement. Cela s'applique à la fois aux cellules cancéreuses et aux cellules qui subissent une forte croissance dans des conditions physiologiques, telles que les cellules immunitaires, les cellules des membranes muqueuses, les cellules des racines des cheveux et les cellules germinales.

Dans chaque cellule, il y a des changements dans l'ADN, mais l'effet et l'intensité sont les plus grands dans les cellules en prolifération. Les cellules qui se divisent particulièrement rapidement sont donc les plus touchées. C'est la base de l'effet sélectif des cytostatiques sur les cellules cancéreuses. C'est pourquoi de nombreux cytostatiques alkylants sont utilisés en thérapie anticancéreuse dans le cadre de la chimiothérapie.

Avec l'utilisation à long terme de ces substances, leur nocivité augmente, car dans une moindre mesure, les cellules à croissance plus lente sont génétiquement modifiées. Dans le cas particulier de la méthylation, l'ADN est également largement méthylé. Cependant, il n'y a pas de changement génétique. La séquence de base est conservée. Les groupes méthyle ne sont liés qu'à la cytidine. Les zones méthylées de l'ADN sont inactives, de sorte que le code génétique ne peut plus être lu ici. Cela conduit à des changements épigénétiques dans l'ADN. Ainsi, l'ADN est modifié, ce qui permet de préserver le code génétique.

En raison de changements épigénétiques, le corps change également sous la forme de modifications du phénotype. Ce sont précisément ces processus qui sont responsables de l'influence de l'environnement sur le développement et l'expression de propriétés caractéristiques qui ne sont pas complètement déterminées par le génotype. La différenciation des cellules individuelles en différents organes et tissus a également à voir avec des changements épigénétiques. La différenciation est causée par l'activité différente des gènes dans différents types de cellules.

Maladies et affections

La base de la chimiothérapie est basée sur l'effet cytostatique des substances alkylantes. Dans le même temps, cependant, les effets secondaires importants des médicaments chimiothérapeutiques sont également dus à leur effet alkylant. Ces principes actifs développent leur effet thérapeutique contre le cancer en raison de leur influence inhibitrice de croissance sur les cellules. Les cellules cancéreuses se développent le plus rapidement. C'est pourquoi ils sont le plus influencés.

Cependant, les cellules immunitaires, les cellules de la membrane muqueuse ou les cellules germinales sont également altérées dans la croissance. En conséquence, il existe les effets secondaires connus de la chimiothérapie, qui se manifestent par une sensibilité à l'infection, des nausées, des vomissements, une anémie, une perte de cheveux, des muqueuses sèches et d'autres symptômes désagréables.

Les cytostatiques importants pour la chimiothérapie sont des dérivés de composés azotés de moutarde, d'alkylsulfonates, de nitrosourées et de divers autres groupes de substances. Ils ont tous en commun un effet alkylant sur l'ADN, qui est détruit dans le processus. Tous les ingrédients actifs peuvent être utilisés pour le traitement du cancer, mais ont les effets secondaires désagréables correspondants. Si une personne en bonne santé entre en contact avec ces substances, son risque de développer un cancer augmente.

L'effet à court terme de ces substances est d'arrêter la division cellulaire et la mort des cellules. Les changements progressifs de l'ADN dans les cellules à croissance lente peuvent également conduire à leur conversion en cellules cancéreuses à long terme.

En outre, les composés chimiques alkylants dans l'industrie et l'industrie alimentaire développent parfois des effets cancérigènes et mutagènes. Il s'agit notamment du sulfate de diméthyle dans l'industrie chimique et des désinfectants à froid, le diméthyl dicarbonate et le diéthyl dicarbonate dans l'industrie alimentaire.

Les propres méthylations du corps peuvent également conduire à des maladies si elles sont incorrectes. L'augmentation ou la diminution de l'activité génétique est basée sur la méthylation de l'ADN. Cependant, lorsque la méthylation est défectueuse, des maladies se développent. Une activation incorrecte du gène peut entraîner des tumeurs, par exemple. Cela est vrai lorsqu'un gène régulateur de la division cellulaire est inactif. L'activation de gènes qui devraient normalement être inactifs peut également entraîner une dégénérescence cellulaire. Différents schémas de méthylation ont été trouvés dans diverses tumeurs par rapport aux tissus sains correspondants. Peu importe que le degré de méthylation soit trop fort ou trop faible.