Influence du microenvironnement cellulaire (hypoxie et TGFβ) sur la radiosensibilité des chondrosarcomes

Effect of cellular microenvironment (hypoxia and TGFβ) on radiation sensitivity of chondrosarcoma

• Auteur / Autrice : Olivier Cauvard
• Direction : Karim Boumediene
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hadronthérapie

Facteurs de croissance transformants bêta

Anoxie

Rayons X

Chondrosarcome

Résumé

Les chondrosarcomes sont des tumeurs chimio et radiorésistantes. Leur traitement est réalisé par résection chirurgicale, associée à une radiothérapie. Lorsque ces tumeurs sont localisées dans des zones difficiles d'accès (rachis, base du cou), ces traitements ne peuvent pas être utilisés. Dans ces cas, la Haute Autorité de Santé recommande l'hadronthérapie, utilisant des ions carbone, pour sa précision balistique et son EBR. Peu d'études portent sur les mécanismes de radiosensibilité en réponse aux ions carbone. Cette étude vise à étudier l'impact des rayons X et des ions carbone sur des chondrosarcomes ou des cellules environnantes saines et déterminer l'influence du micro environnement, notamment la teneur en oxygène et la présence de TGF beta, sur la radiosensibilité de ces cellules. Trois lignées de chondrosarcome de grade et d'origine différents, SW1353, CH2879 et OUMS-27, ainsi que des chondrocytes humains sains (articulaires ou nasaux) sont irradiés par des doses croissantes de rayons X ou d'ions carbone. La survie cellulaire est étudiée à l'aide de plusieurs techniques (numération, test Wst-1, clonogénicité) en normoxie, en hypoxie, ou en présence de TGF beta. Cette étude montre que la résistance des chondrosarcomes aux rayons X est très hétérogène, et qu'elle peut être modulée par l'hypoxie ou le TGF beta. Ces expériences montrent également que les irradiations par les ions carbone sont plus efficaces que les rayons X sur les chondrosarcomes. Ces résultats confortent l'hadronthérapie comme traitement des chondrosarcomes et suggèrent la poursuite de l'étude des mécanismes de cette radiosensibilité, en vue d’améliorer les protocoles de traitement des patients (TPS).

Chondrosarcoma are resistant to chemotherapy and conventional radiotherapy, which uses X-rays. Current treatment consists on surgical resection followed by radiotherapy. However, some of chondrosarcoma are localized in difficult access areas, rachis or skull base, bringing this traditional treatment unusable. The Haute Autorité de Santé recommends hadrontherapy, which uses carbon ion beams, to cure this kind of tumor, because of ballistic precision and BRE. But, cellular mechanisms of the radiosensitivity induced by carbon ion are unknown. This project aims to observe the effect of X-rays or carbon ions on cell survival of chondrosarcoma and healthy chondrocyte. This study targets to analyze the modulation of this survival with two microenvironment conditions, hypoxia and TGF beta. Three chondrosarcoma cell lines, SW1353, CH2879, OUMS-27, with different grade or origin, and healthy chondrocyte (articular and nasal) were irradiated with X-rays or carbon ions. Survival curves were established with different techniques (clonogenic assay, cell counting and Wst-1 test) in normoxia, hypoxia or after TGF beta treatment. These experiments show heterogenic response of chondrosarcoma to X-rays radiation. Furthermore, hypoxia and TGF beta can modulate this radiosensitivity. These experiments show also that carbon ion radiations are more efficient than X-rays for chondrosarcoma. These results reinforce the use of hadrontherapy for this kind of tumor, and suggest the necessity of additional studies about radiosensitivity mechanisms and observations of modulation induced by microenvironment, in order to improve the protocol of patient treatment (TPS).