Plusieurs études épidémiologiques établissent un lien entre la carence en vitamine D et l'incidence du cancer. Le métabolite actif de la vitamine D, la 1,25-dihydroxyvitamine D3[1,25(OH)2D 3], a en effet une action anticancéreuse puissante, tant in vitro que sur les modèles animaux in vivo. En influant sur la transcription des gènes impliqués dans l'une des nombreuses cascades de transduction des signaux déréglées dans les cellules cancéreuses, la 1,25(OH)2D3 freine le processus carcinogène. Selon le type de cancer, d'autres cascades de signaux sont déréglées et les effets de la 1,25(OH)2D3 sont donc différents. Outre la réduction de la croissance cellulaire et l'induction de l'apoptose, la 1,25(OH)2D3 réprime également l'angiogenèse et les métastases. La modulation du statut inflammatoire contribue aussi au fonctionnement antitumoral. La principale source de vitamine D (cholécalciférol) est sa production dans la peau, où le 7-déhydrocholestérol est transformé en vitamine D, liposoluble, sous l'influence des UV-B. Cette vitamine essentielle se retrouve également dans nos aliments tels que le poisson gras, l'huile de foie de morue et les produits laitiers enrichis.
La vitamine D est transportée dans le sang par sa protéine de liaison et est activée par deux étapes d'hydroxylation successives. Ainsi, la 25-hydroxyvitamine D3 [25(OH)D3] est d'abord produite dans le foie par les enzymes cytochromes P450, puis la 1,25-dihydroxyvitamine D3 [1,25(OH)2D3] est fabriquée dans les reins par l'enzyme 1-alpha-hydroxylase (CYP27B1).
La 1,25(OH)2D3 est la forme la plus active biologiquement de la vitamine D et se lie au récepteur de la vitamine D (RVD) avec la plus haute affinité. Les valeurs plasmatiques de 25(OH)D3 sont utilisées comme «gold standard» pour déterminer le statut de vitamine D puisque celle-ci a une demi-vie relativement longue, de 2 à 3 semaines. En revanche, la 1,25(OH)2D3 a une demi-vie courte, car l'étape de 1-alpha-hydroxylation est strictementcontrôlée par l'hormone parathyroïdienne (HPT), le calcium, le facteur de croissance fibroblastique (FCF) 23 et la 1,25(OH)2D3 elle-même (feedback négatif), de sorte que les taux de 1,25(OH)2D3 ne constituent pas une bonne indication du statut de la vitamine D. Les personnes dont les concentrations sériques sont inférieures à 10ng/ml (25nmol/l) sont déficientes en vitamine D et souffrent d'ostéomalacie et de rachitisme, caractérisés par une faiblesse musculaire et des anomalies osseuses.
Récemment, l'Institute of Medicine (IOM, novembre 2010), une association sans but lucratif américaine, a formulé de nouvelles recommandations concernant les apports journaliers nécessaires afin de prévenir les maladies osseuses. La dose recommandée pour toutes les personnes de 1 à 70 ans, y compris pour les femmes enceintes et allaitantes, est de 600 unités internationales (UI)/jour. Au-delà de 70 ans, l'IOM recommande une dose journalière de 800UI. De plus, l'IOM considère qu'une valeur sérique de 25(OH) D3 de 20ng/ml (50nmol/l) suffit à une bonne santé osseuse. Cette recommandation assez conservatrice a été très critiquée dans le monde scientifique, car bon nombre de chercheurs cliniques fixent un seuil de valeur sérique suffisante plus élevé (> 30ng/ml) et considèrent les valeurs de 20 à 30ng/ml (soit entre 50 et 75nmol/l) comme insuffisantes. En cas de concentrations sériques, 30ng/ml, des modifications s'opèrent au niveau de l'expression de l'HPT et, si cette situation persiste, elle risque de provoquer une perte osseuse et des
fractures. A l'heure actuelle, l'Autorité européenne de la Sécurité alimentaire (EFSA) établit de nouvelles directives concernant l'absorption de tous les micronutriments.
De nombreuses études réalisées dans le monde entier ont permis de mesurer les valeurs sériques individuelles de 25(OH) D3. Ces recherches ont révélé qu'un grand nombre de personnes souffrent d'une carence en vitamine D, quel que soit le pays ou le continent. En outre, diverses études épidémiologiques ont observé que des valeurs faibles de 25(OH)D3 son associées à un risque accru de cancer colorectal. Des études semblables sur le cancer du sein et les taux de 25(OH) D3 ont rapporté des résultats ambigus.
Une méta-analyse récente sur la 25(OH)D3 et le risque de cancer du sein confirme une corrélation inverse dans une étude cas-témoins qui consistait à relever les taux de 25(OH)D3 juste après le diagnostic du cancer du sein. En revanche, ce rapport négatif entre la 25(OH)D3 et le cancer du sein n'avait pas été confirmé dans des études prospectives au cours desquelles les taux de 25(OH)D3 avaient été mesurés plusieurs années avant le diagnostic. Une autre méta-analyse montre une légère baisse du risque de cancer du sein en cas d'administration préventive de vitamine D. Les faibles valeurs sériques de 25(OH)D3, déterminées au moment du diagnostic, ont aussi été associées à des taux de récidive de la maladie et de mortalité plus élevés pour plusieurs cancers tels que le cancer du sein, le cancer colorectal, le carcinome pulmonaire à petites cellules, le mélanome et le lymphome non hodgkinien.
Ces études confirment donc que la 1,25(OH)2D3 est une hormone qui régule le métabolisme calcique et osseux, mais elle dispose également de puissantes propriétés anticancéreuses et anti-inflammatoires qui lui permettent d'interférer de diverses manières dans la carcinogenèse.
