Assessment of the overall impact of diet on colorectal cancer in Cambodia, with special emphasis

316 Pages·2017·6.86 MB·English

by  Sokneang In

Assessment of the overall impact of diet on colorectal
cancer in Cambodia, with special emphasis on
endogenous and exogenous chemicals
Sokneang In
To cite this version:
Sokneang In. Assessment of the overall impact of diet on colorectal cancer in Cambodia, with special
emphasis on endogenous and exogenous chemicals. Food engineering. AgroParisTech, 2012. English.
NNT : 2012AGPT0014. pastel-01058622
HAL Id: pastel-01058622
https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01058622
Submitted on 27 Aug 2014
HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la difusion de documents
entifc research documents, whether they are pub- scientifques de niveau recherche, publiés ou non,
lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de
teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires
abroad, or from public or private research centers. publics ou privés.
Doctorat ParisTech

T H È S E

pour obtenir le grade de docteur délivré par

L’Institut des Sciences et Industries
du Vivant et de l’E nvironnement

(AgroParisTech)

Spécialité : Science and processes of Food and bio-products

présentée et souten ue publiquement par

Sokne ang IN

Soutenue le 17 février 2012

Evaluation de l’impact global des régimes alimentaires et des

composés chimiques endogènes et exogènes sur le cancer

colorectal au Cambodge

Assessment of the overall impact of diet on colorectal

cancer in Cambodia, with spe cial emphasis on endogenous
and exogeno us chemicals

Directeur de thèse : Claude LAMBRE
Co-encadrants de la thèse : Mostafa OULD ELHKIM, Philippe VERGER

Jur y
Mme Valérie CAMEL, Professeur, UMR GENIAL, AgroParisTech Présidente

M. Alain-Claude ROUDOT, Professeur, Université de Bretagne occidentale Rapporteur

M. Bruno LE BIZEC, Professeur, Laberca, Oniris Rapporteur
M. C laude LAMBRE, Directeur de recherche, Inserm Examinateur
M. M ostafa OULD ELHKIM, Chef d’unité toxicologique et microbiologique, Afssaps Examinateur

AgroParisTech
REMERCIEMENTS

Au Docteur Claude LAMBRE,
Mon directeur de thèse, un grand merci pour sa participation dans la direction de cette thèse et pour son
encadrement scientifique.

Au Docteur Mostafa OULD ELHKIM
Mon co-encadrant de thèse, pour sa participation dans la direction de cette thèse. Un grand merci pour
son idée de ce projet de recherche et activité d’initiative sur cette thèse. Grace à lui, j’ai obtenu la finance
de l’ambassade de France au Cambodge pour cette thèse.

Au professeur Valérie CAMEL
Au professeur Valérie CAMEL, pour toute l’aide et le soutien qu’elle m’a apportés, ainsi que pour les
conseils qui ont permis de faciliter le travail. Un grand merci pour toute son aide et son important
investissement dans les derniers moments de la thèse surtout sur la rédaction de la thèse. Un merci ne
suffit pas au professeur Valérie, qui sans lui, sans sa patience et son expérience et ces
encouragements, ce travail n’aura pas été réalisé.

Au Docteur Philippe VERGER
Mon co-encadrant de thèse, pour son soutien professionnel avec une approche scientifique toujours
critique et pédagogique. Un grand merci aussi pour son important investissement, son conseil précieux
tout au long de la thèse et aussi dans les derniers moments de rédaction.

Au professeur Douglas RUTLEDGE
Directeur du Laboratoire de Chimie Analytique d’AgroParisTech, de m’avoir accueillie au sein de son
laboratoire. Je tiens aussi à le remercier pour les nombreux conseils qu’il m’a donnés surtout sur le
traitement de donnée.

Je remercie l’ensemble du jury, et plus particulièrement les rapporteurs, M. Alain-Claude ROUDOT,
Professeur de l’Université de Bretagne Occidentale, et M. Bruno LE BIZEC, Directeur du
Laboratoire d’Etude des Résidus et Contaminants dans les Aliments (LABERCA),
ONIRIS, pour avoir accepté de juger de la qualité de ce travail.

i
Je remercie aussi tous les membres du laboratoire de chimie analytique d’AgroParisTech pour leur
sympathie: Stéphanie, Camille, Delphine, Yann, Nathalie, Christophe et Stéphane. Un grand merci à tous
mes amis, thésards du laboratoire, et tout particulièrement à Faten, Minale, et Radia.

Je remercie également les communautés Cambodgiennes en France, particulière à Paris qui sont toujours
me soutient le morale. Grace à eux je ne me sens pas toute seule dans le territoire français.

Et enfin, un grand merci à toute ma famille qui m’a toujours soutenue durant ces années.

ii
Abstract

From the projection in the future of international bodies, non-communicable diseases such as cancer
may increase more than communicable diseases in developing countries. The highlight of this burden
may be due to the changing of dietary patterns and lifestyle. Currently, the evolution of food
consumption, consumption pattern and colorectal cancer is very worrying worldwide. It is a disease
in economically ‘developed’ populations, and it is the second killer among other cancers; however,
its incidence seems lower in poor countries.
As the other developing countries, Cambodia has no system of food survey, no monitoring and
control system of chemical substances, and also, there is no control and registration system for
cancer. Thus, the objective of this research was to start the first observation of the relationship
between dietary pattern and colorectal cancer in Cambodia. The general idea of the study was to
identify the dietary patterns, and larger contributors to colorectal cancer in Cambodia, then to
translate them into calories, nutrients and bioactive compounds, based on the existing database.
Another goal was to assess the difference of dietary habit and cooking methods in the studied
population that could lead to the production of colorectal carcinogens such as heterocyclic amines
(HAs) and benzo[a]pyrene (BaP). In order to create the food consumption database needed for food
risk assessment, a food consumption survey was conducted using 24-hour recall and food frequency
questionnaire. A dietary assessment of HAs and BaP has been done, in order to establish a hierarchy
of the importance of the risk that these substances represent to the health of this population. Dietary
exposures to HAs and BaP were obtained by combining food consumption data, obtained from the
individual food survey specially designed and carried out during this research, with the
contamination data gathered from chemical analysis reported in the recent literature. The observation
results have been compared with the toxicological reference values. The results show that dietary
patterns in Cambodia have not changed yet to adapt to the Western diet, and contain higher levels of
protected nutrients. The exposure to neoformed contaminants (HAs and BaP) was lower than the
values reported among other Asian countries, and lowest as compared to the developed countries.
The presence of endogenous compounds such as carbohydrates, dietary fibers, calcium and vitamin
C, seems to protect the Cambodian population from colorectal cancer. Further research is needed to
study the interaction of diet, lifestyle and the genetic background, and other factors as well.

Key words: Cambodia, colorectal cancer, colorectal carcinogens, diet, dietary patterns, nutrients.

iii
Résumé
Dans les pays en voie de développement, les évolutions prévues par les organismes internationaux montrent
une progression beaucoup plus importante des maladies chroniques non transmissibles, comme le cancer,
que des maladies transmissibles. Actuellement, la majorité des études montre que la tendance à
l’augmentation de l'incidence et de la mortalité par cancer colorectal est plus marquée dans les sociétés
riches que dans les sociétés pauvres. Dans les pays développés le cancer colorectal est au deuxième rang en
ce qui concerne la mortalité par cancer et les changements dans les habitudes alimentaires et le mode de vie
sont souvent mis en cause dans son développement. Bien que les données épidémiologiques soient rares,
les populations de la plupart des pays asiatiques ne sont pas conscientes du risque grandissant que peut
constituer pour eux le cancer colorectal.
Comme les autres pays en développement, le Cambodge n'a pas de système d'enquête de consommation
alimentaire, ni de système de surveillance ou de contrôle des substances chimiques, ni de système
d’enregistrement, de contrôle ou de dépistage des cancers. L’objectif de cette recherche était de débuter la
première observation d’une relation entre régime alimentaire et cancer colorectal au Cambodge. L’idée
générale était d’identifier les aliments grands contributeurs des régimes alimentaires de la population
cambodgienne, et de les traduire en calories, nutriments et composés bioactifs en se fondant sur les bases de
données existantes. Une étude a également été menée sur les comportements de cette population, en ce qui
concerne ses habitudes alimentaires et les modes de préparation des aliments susceptibles de produire des
substances cancérigènes telles que des amines hétérocycliques (AH) et du benzo[a]pyrene (BaP). Pour
réaliser ce travail de recherche, une enquête de consommation alimentaire a été effectuée à l'aide d’un
rappel sur 24 heures et d’un questionnaire de fréquence alimentaire, afin de créer une base de données
dédiée pour servir à l'évaluation des risques. Ensuite, une évaluation de l’exposition aux AH et BaP a été
effectuée, afin d'établir une hiérarchie du risque que ces substances posent pour cette population d'étude ;
celle-ci a été réalisée en croisant les données de consommation alimentaire, obtenues par le biais d’une
enquête de consommation alimentaire individuelle exécutée dans ce travail, avec les données de
contamination rassemblées à partir des analyses chimiques reportées dans la littérature scientifique récente.
Les résultats ont été comparés avec les valeurs toxicologiques de référence. Ils ont montré que les habitudes
alimentaires au Cambodge n'ont pas encore changé pour s'adapter à l'alimentation occidentale, et qu’elles
offrent plus de composés protecteurs. L'exposition aux contaminants néoformés (AH et BaP) a été plus
faible par rapport aux pays régionaux ainsi qu’aux pays développés. La présence de composés endogènes
tels que glucides, fibres alimentaires, calcium et vitamine C semble protéger la population cambodgienne
du cancer colorectal. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier les interactions entre
l'alimentation, le mode de vie et les facteurs génétiques, ainsi que d’autres facteurs également.
Mots clés : Cambodge, cancer colorectal, carcinogène colorectal, aliment, habitude alimentaire,
nutriments
iv
PUBLICATIONS AND COMMUNICATIONS RELATIVE TO THIS WORK

Publications

Hav M, Eav S, Ky V, Cuvelier C, In S, Kong R, Kheang Y, Oung C, Pattyn P and Lem D. 2011.
Colorectal Cancer in Young Cambodians. Asian Pacific J Cancer Prev, 12, 1-4.

Sokneang IN, Claud LAMBRE, Valerie CAMEL and Mostafa OULDELHKIM. Dietary patterns
along with seasonal and regional variability of food consumption in Cambodia. To be summited
to Malsian Journal of Nutrition.

Sokneang IN et al. Dietary nutrients intake and micronutrients-defeciency in Cambodia. En cours de
rédaction.

Sokneang IN et al. Dietary intake assessment and cooking practice of adult populations with age
variation from four differences regions in Cambodia. En cours de rédaction.

Communication

Presentation: Food consumption survey, Experience from Cambodia. Conference-Food
Consumption-Exposure Assessment-ILSA-Malaysia. 10-12 October, 2011, Malaysia.

Presentation: Dietary exposure assessment-A case study in Cambodia on Benzo(a)pyrenne.
Conference-Food Consumption-Exposure Assessment-ILSA-Malaysia. 10-12 October, 2011,
Malaysia.

v
vi
TABLE CONTENTS

LIST OF TABLES
LIST OF FIGURES
LIST OF ABBREVATIONS
INTRODUCTION ............................................................................................................................... 1

CHAPTER 1. Colorectal cancer: etiology, incidence, and role of diet .............................................. 7
1. Generality on colorectal cancer ................................................................................................ 7
2. Pathogenesis of colorectal cancer ............................................................................................ 8
2.1. The large intestine and the crypt ....................................................................................... 8
2.2. Histological type of colorectal cancer ............................................................................. 10
2.3. Genetic and epigenetic changes, alteration mechanism of CRC ..................................... 13
3. Influence of dietary intake on colorectal cancer development ............................................... 20
3.1. Meat and meat carcinogens intake, and colorectal cancer: epidemiological studies ...... 22
3.1.1. Meat intake and colorectal cancer in different countries ...................................... 24
3.1.2. Dose-response of meat intake and colorectal cancer ............................................ 25
3.1.3. Carcinogens in diet and colorectal cancer ............................................................. 28
3.1.3.1. Heterocyclic amines formation, occurrence and exposure ............................ 28
3.1.3.2. Polycyclic aromatic hydrocarbons formation, occurrence and exposure ...... 31
3.1.3.3. HAs, PAHs and risk of CRC: epidemiological studies ................................. 33
4. Role of meat carcinogens in colorectal cancer development: in vivo studies ........................ 36
4.1. Heterocyclic amines and CRC ........................................................................................ 36
4.1.1. HAs induced CRC in rodents ................................................................................ 36
4.1.2. HAs induce aberrant crypt foci in rodent studies .................................................. 39
4.1.3. K-RAS genes and p53 alteration ........................................................................... 42
4.1.4. Wnt/APC/E-catenin signaling pathway- Alteration of the APC gene .................. 43
4.1.5. DNA-adducts ........................................................................................................ 46
4.1.6. Gene expression .................................................................................................... 50
4.1.7. Aberrant differentiation of Paneth cells ................................................................ 50
4.1.8. Cell proliferation in CRC ...................................................................................... 51
4.1.9. Genomic instability: Microsatellites instability-Mismatch repair ......................... 51
4.2. Polycyclic aromatic hydrocarbons and CRC .................................................................. 52
vii