Contribution à l'étude clinique et biologique des réactions tissulaires de radiosensibilité observées après radiothérapie de cancers prostatiques : effet potentiellement radioprotecteur des statines

Contribution to the clinical and laboratory study of tissue reactions observed radiosensitivity after radiotherapy of prostate cancer : potential radioprotective effect of statins

• Auteur / Autrice : Karim Malek
• Direction : Jacques Balosso, Nicolas Foray
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie pour la santé, la cognition et l'environnement
• Date : Soutenance le 06/07/2015
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences de Grenoble
• Jury : Président / Présidente : Michel Bolla
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Balosso, Nicolas Foray, Hervé Cure, Pascal Pommier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Pouget, Vincent Vinh-Hung

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer -- Radiothérapie

Mots clés libres

Hypersensibilité du groupe 2

Radiothérapie

Réparation de l' ADN

Tests de radiosensibilité

Transfert clinique

Redaction

Hypersensitivity of group 2

Radiation

DNA reparation

Hypersensitivity tests

Translational research

Résumé

La réponse tissulaire des patients soumis à une radiothérapie, malgré des protocoles de traitement identiques, est variable avec des extrêmes importants. Une des questions posées à la radiobiologie est d'expliquer ces variations (approche a posteriori) et si possible de les prévoir (approche a priori). La réponse d'un organisme et de tissus complexes à la radiothérapie est la résultante de nombreux déterminants. Certains appartiennent à la dynamique et à l'homéostasie tissulaire (inflammation, cytokines, etc.) d'autre à la sensibilité et à la réponse cellulaire (sensibilité intrinsèque, réparation de l'ADN, régulation de la mort cellulaire, etc.). Concernant les déterminants cellulaires, l'Equipe d'Accueil a proposé de classer les humains en 3 groupes de radiosensibilités différentes, le premier considéré comme normal est de loin le plus important (près de 75% des individus), le groupe II de radiosensibilité intermédiaire représente la majeure partie des individus pour lesquels une réponse anormale est constatée après radiothérapie. Le groupe III rassemble des pathologies particulièrement rares associées à une hyper-radiosensibilité marquée, voire très marquée. Les patients du groupe II présentent donc une réponse thérapeutique inattendue et / ou des effets secondaires précoces ou tardifs sévères à des doses d'irradiation dont on attend une tolérance normale. Les patients du groupe II peuvent aussi être caractérisés par une forte prédisposition au cancer et aux tumeurs radio induites. Il existe une variabilité intrinsèque liée à des facteurs endogènes tels que la qualité de réparation de l'ADN, ou la production spontanée de micronoyaux ; et des facteurs exogènes. A cet égard, certaines médications sont susceptibles de modifier la réponse cellulaire à la radiothérapie, telles que les statines, les anticoagulants ou les antiagrégants plaquettaires. Approche a posteriori : par une étude clinique unicentrique de 65 patients atteints de cancers de la prostate et traités par le même radiothérapeute dans les mêmes conditions, la fréquence et la gravité des effets secondaires rectaux par rapport à la prise ou non de statines ont été étudiées : un effet radioprotecteur des statines vis-à-vis de la rectite radique a été mis en évidence in vivo sur des arguments statistiques pertinents. Approche a priori : par l'étude de la réponse cellulaire et moléculaire aux radiations de fibroblastes humains (notamment issus de tissus intestinaux sains). Ont été étudiés : la réparation et la signalisation des cassures double-brin de l'ADN par l'analyse des foci nucléaires H2AX et pATM ; le transit radioinduit de la protéine ATM du cytoplasme vers le noyau a été observé pour la première fois sur des fibroblastes humains rectaux. Les statines semblent accélérer ce transit, produisant un effet modérateur de la sévérité des rectites. L’étude des différents produits antioxydants et stimulateurs de la réparation de l’ADN a permis de montrer que les statines ont effet non équivoqué sur la réparation cellulaire après irradiation. Ces résultats ouvrent des perspectives pour des études plus approfondies de l'usage de médications facilement accessibles capables de moduler la gravité des effets secondaires de la radiothérapie.

The tissue response of patients undergoing radiotherapy, despite identical treatment protocols, could have important variations. One of the questions asked to the radiobiology is to explain these variations (a posteriori approach) and if possible to predict it (a priori approach). The response of an organism and complex tissues to radiotherapy is the result of many determinants. Some belong to the tissue dynamics and homeostasis (inflammation, cytokines, etc.) and others to the sensitivity and cellular response (intrinsic sensitivity, DNA repair, regulation of cell death, etc.). About cellular determinants, our research team proposed to classify humans into three groups of different radiosensitivity levels, the first considered as normal is by far the largest (almost 75% of individuals), group II of intermediate radiosensitivity represents the majority of individuals having an abnormal response to radiotherapy. Group III gathers extremely rare conditions associated with marked or very marked hyper-radiosensitivity which are usually life threatening. Therefore patients in group II show either unexpected therapeutic response or severe radiation early or late side effects after doses for which normal tolerance is expected. Patients in group II can also be characterized by a strong predisposition to cancer and radiation-induced tumors. There is an inherent variability related to endogenous factors, such as the quality of DNA repair, or the spontaneous production of micronuclei; and exogenous factors. In this regard, certain medications may alter the cellular response to radiation therapy, such as statins, antiplatelet agents or anticoagulants. A posteriori approach: a single-center clinical study of 68 patients with prostate cancer treated by the same radiation oncologist in the same conditions, the frequency and severity of rectal side effects are compared to the use or not of statins : a radioprotective effect of statins toward radiation proctitis cannot be excluded. A priori approach: by studying the cellular and molecular radiation response in human fibroblasts (especially from healthy bowel tissue). Were studied: signaling and repair of DNA double-strand breaks by analysis of nuclear foci of MRE11; H2AX and pATM; radiation induced ATM protein transit from the cytoplasm to the nucleus was observed for the first time in rectal tissue fibroblasts. Statins appear to speed up this transit, making possible a radioprotective effect. These results open perspectives for further studies for the use of medications readily available that can modulate the severity of side effects of radiotherapy.