Susceptibilité individuelle aux radiations ultraviolettes et ionisantes : réparation de l'ADN évaluée par le test des comètes

par Claire Alapetite

Thèse de doctorat en Radiobiologie

Sous la direction de Ethel Moustacchi.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

Le président du jury était Alain Sarasin.

Le jury était composé de Ethel Moustacchi, Alain Sarasin, Pascal Gauduchon, Micheline Kirsch-Volders, Jean-Marc Cosset, Martin Schlumberger.

Les rapporteurs étaient Pascal Gauduchon, Micheline Kirsch-Volders.

mots clés

• Susceptibilité individuelle aux radiations
• Uvc, uvb, uva
• Rayonnements ionisants
• ADN -- Réparation
• Test des comètes
• ADN -- Altération
• Rayonnement ultraviolet

Résumé

L'objectif de ce travail est d'analyser le rôle des capacités cellulaires de réparation de l'ADN dans le phénotype de réponse individuel au stress génotoxique induit par l'exposition environnementale ou thérapeutique aux radiations ultraviolettes ou ionisantes. Les acquis récents de la génétique moléculaire des cancers qui donnent aux gènes de maintien de l'intégrité du génome un rôle clef dans le contrôle du risque tumoral individuel, témoignent de l'importance de cette approche dans le domaine de la cancérologie. Le test des comètes alcalin qui mesure la présence de cassures de brin d'ADN a été choisi pour sa sensibilité, sa simplicité, sa rapidité et son faible coût. Nous avons montré qu'il permet l'analyse de la réponse cellulaire à des agents produisant d'emblée des cassures de brin d'ADN (radiations ionisantes et UVA) et/ou indirectement lors des processus enzymatiques de gestion des dommages (UVC, UVB, UVA et radiations ionisantes). Sa capacité à identifier le défaut connu de réparation par excision de nucléotides de fibroblastes provenant de malades atteint de xéroderma pigmentosum ou de trichothiodystrophie, hypersensibles aux UV, par rapport à des fibroblastes normaux, a été validée en comparaison du test de réparation de référence (synthèse d'ADN non programmée ou UDS). Ces résultats nous ont permis d'appliquer le test des comètes au diagnostic prénatal de ces graves maladies génétiques. Réalisé au cours de grossesses à risque, à partir de faibles quantités de cellules fœtales provenant de liquide amniotique ou de biopsies trophoblastiques, en comparaison du test UDS, il s'est avéré fiable, et pourrait permettre de raccourcir les délais d'obtention du diagnostic. D'une façon générale, le test des comètes pourrait participer à la caractérisation du risque individuel de carcinogénèse solaire lié à des défauts de réparation des lésions de l'ADN photoinduites. L'exposition thérapeutique aux radiations ionisantes pour un cancer, est associée dans un pourcentage de cas estimé à 5%, aux développements de graves complications. L'importance des capacités cellulaires de gestion des dommages de l'ADN, dans la sensibilité aux radiations est attestée par l'existence de rares syndromes génétiques tels que l'ataxie télangiectasie et le syndrome de Nijmegen. Dans les cas, en apparence sporadiques, d'hypersensibilité révélés lors de radiothérapies les mécanismes en cause ne sont pas connus et il n'existe pas à l'heure actuelle de test permettant le diagnostic prédictif du risque individuel. Afin d'examiner l'hypothèse d'un rôle des capacités de réparation des radiolésions de l'ADN, dans ces cas d'hypersensibilité, nous avons appliqué le test des comètes alcalin à 1'étude de la réponse lymphocytaire de patients ayant développé 3 types de complications des tissus sains exposés : apparition de tumeurs thyroïdiennes après une radiothérapie dans l'enfance (i); réactions sévères des tissus sains, précoces (ii) ou retardée (iii). L'analyse de la cinétique de réparation des lymphocytes de ces patients après irradiation in vitro, en comparaison de lymphocytes de sujets sains a mis en évidence dans chacune des 3 catégories un sous-groupe de patients présentant un défaut de restauration de la continuité de brin d'ADN. Dans certains cas, on observe un ralentissement de la cinétique de réparation, dans d'autres cas le taux résiduel de dommages est augmenté. Ces résultats, obtenus en conditions alcalines, suggèrent que les capacités individuelles de réparation de lésions du type cassures simples brin, sites alcali-labiles et dommages de bases pourraient jouer un rôle dans l'hypersensibilité développée par certains patients. Ils incitent à caractériser le défaut de réparation en cause à l'aide de tests spécifiques des différents types de lésions simple brin de l'ADN et de dommages complexes tels que les cassures double brin. Ils doivent être complétés par la recherche d'une origine génétique des défauts observés. Ces études rétrospectives constituent la première étape de validation de l'intérêt du test des comètes dalfs l'établissement du profil de risque individuel associé à l'exposition thérapeutique aux radiations ionisantes. Cette approche pourrait mener à la proposition de stratégies thérapeutiques adaptées à la sensibilité tumorale et à la tolérance individuelle aux divers agents thérapeutiques.

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