Auteurs
Johnson, M.D., N. Kenney, A. Stoica, L. Hilakivi-Clarke, B. Singh, G. Chepko, R. Clarke, P.F. Sholler, A.A. Lirio, C. Foss, R. Reiter, B. Trock, S. Paik et M. Martin

Titre
" Cadmium mimics the in vivo effects of estrogen in the uterus and mammary gland "

Journal
Nature Medicine, publication spécialisée en ligne, 13 juillet 2003

Sommaire
Le cadmium est essentiellement un sous produit qui se forme durant l'exploitation minière, la fusion des métaux et le traitement des minerais de zinc, de plomb et de cuivre, et 10 % environ du cadmium est obtenu durant le recyclage du fer et de l'acier. La majeure partie du cadmium sert à la fabrication de piles et une quantité moindre entre dans la fabrication de stabilisants du plastique, de placages, de revêtements et de pigments. Selon des estimations de l'Organisation mondiale de la santé (OMS), l'exposition quotidienne au cadmium par le biais des aliments se situe entre 0,12 et 0,49 µg/kg/jour aux États Unis, en Allemagne, au Royaume Uni et en Suède, alors que la consommation de cigarettes entraîne une exposition de l'ordre de 2 à 4 µg de cadmium par paquet. Or un grand nombre d'effets nocifs sur la santé ont été associés à une exposition aiguë ou chronique au cadmium, les lésions rénales et le cancer du poumon figurant parmi les plus graves. De plus, selon une étude récente menée par Michael D. Johnson et ses collègues de l'Université Georgetown, le cadmium pourrait exercer un puissant effet œstrogénique in vivo et avoir des effets décelables aux concentrations mesurées dans l'environnement.

Johnson et al. ont procédé à l'ablation, par voie chirurgicale, des ovaires de rates, dans le but de supprimer la principale source d'œstrogènes chez ces animaux. Ils ont ensuite laissé le temps aux rates de se rétablir, puis leur ont administré une dose unique de cadmium (5µg/kg). Un implant granulaire libérant 60 µg/kg/jour d'œstradiol a été mis en place chez d'autres animaux formant le groupe témoin positif. Un troisième groupe a reçu du cadmium et l'anti-œstrogène ICI-182,780. Les réactions observées dans chacun de ces groupes ont été comparées à celles d'un groupe témoin non traité, formé de rates ovariectomisées. Les réactions utérines ont été observées quatre jours après le traitement et les réactions au niveau des glandes mammaires ont été mesurées 4 et 14 jours après le traitement. Chez les animaux traités à l'œstradiol, le poids de l'utérus a été 3,8 fois supérieur à celui des témoins; il a également été plus élevé chez les animaux traités au cadmium, et ce de 1,9 fois par rapport aux témoins. L'exposition au ICI-182,780 a éliminé l'effet du cadmium et le poids de l'utérus n'a pas augmenté chez les animaux traités avec cette substance chimique. Ces résultats laissent croire que la réaction du tissu utérin au cadmium ferait intervenir les récepteurs des œstrogènes. De fait, l'examen histologique des tissus a révélé que l'augmentation du poids de l'utérus était compatible avec un effet œstrogénique et n'était pas due à une toxicité. Les réactions au niveau de la glande mammaire sont elles aussi compatibles avec une exposition aux œstrogènes, la densité de l'épithélium ayant augmenté sensiblement chez les animaux exposés au cadmium et à l'œstradiol. Cette croissance induite par le cadmium a été causée par l'élargissement des rameaux des canaux galactophores et des structures alvéolaires. Et, tout comme dans le tissu utérin, cet effet a été supprimé par l'administration de ICI-182,780 ce qui laisse croire que les effets du cadmium dans la glande mammaire s'exerceraient par l'intermédiaire des récepteurs des œstrogènes.

Les auteurs de la présente étude ont aussi cherché à déterminer les effets du cadmium sur l'activation des gènes contrôlés par les œstrogènes. Johnson et al. ont donc mesuré les variations dans les taux d'ARNm codant pour les récepteurs de la progestérone (RP) et pour le complément C3, induites par l'exposition à l'œstradiol et au cadmium. Voici leurs résultats : les taux d'ARNm des RP et du C3 ont augmenté respectivement de 3 et 124 fois après l'exposition à l'œstradiol dans l'utérus, et respectivement de 2 et 12 fois après exposition au cadmium. Dans la glande mammaire, les taux d'ARNm des RP et du C3 se sont accrus respectivement de 42 et 416 fois après l'administration d'œstradiol, et de 9 et 16 fois respectivement, après exposition au cadmium. Là encore, l'administration de ICI a eu pour effet de bloquer l'augmentation de l'expression de l'ARNm des RP et du C3 dans l'utérus et la glande mammaire, indiquant à nouveau que ces réactions se font par le biais des récepteurs des œstrogènes.

On sait que l'exposition in utero aux œstrogènes a une incidence sur le développement sexuel et sur le développement de la glande mammaire. Voulant évaluer les effets du cadmium après une exposition in utero, les auteurs ont injecté du cadmium à des rates gravides. À un faible taux d'exposition, le cadmium a augmenté le poids corporel des descendants de sexe féminin par rapport aux témoins, a provoqué une ouverture plus précoce du vagin et modifié la structure des glandes mammaires par la prolifération de la surface épithéliale et du nombre de bourgeons terminaux. Ces changements sont compatibles avec une exposition in utero à de faibles doses d'œstrogènes et apportent une preuve supplémentaire selon laquelle des doses de cadmium rappelant celles présentes dans l'environnement imitent les effets des œstrogènes.

Il n'a toutefois pas été établi que le cadmium se lie aux récepteurs des œstrogènes et d'autres études devront être faites pour déterminer le ou les mécanismes d'action de cette substance toxique. Par ailleurs, étant donné le faible effet du cadmium par rapport à l'œstradiol, il importe aussi d'examiner la possibilité que le mécanisme fasse intervenir d'autres voies de signalisation qui provoqueraient des effets rappelant ceux qu'exercent les œstrogènes sur l'utérus et la glande mammaire. Cependant, quel que soit le mécanisme d'action, il y a lieu de s'inquiéter des effets de l'exposition au cadmium sur la santé humaine, en raison principalement de la longue demi-vie de ce métal (10 à 30 ans). Les effets démontrés du cadmium sur le développement de la glande mammaire portent en outre à croire que ce métal pourrait être un facteur de risque du cancer du sein. Or les auteurs ont constaté que les taux de cadmium mesurés dans les tissus mammaires sont en général beaucoup plus élevés que ceux mesurés chez les animaux exposés en laboratoire. Par conséquent, d'autres études devront être effectuées pour déterminer si l'exposition aux faibles doses de cadmium présentes dans l'environnement peut, sur une longue période, avoir des effets œstrogéniques chez les humains.