Studies of biological pathways involved in radioresistance of glioblastoma stem cells after hadron irradiation

par Rima Salma

Thèse de doctorat en Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Siamak Haghdoost et de Bo Stenerlöw.

Le président du jury était François Paris.

Le jury était composé de Alexandros G. Georgakilas, Eva Forssell Aronsson, Laure Sabatier, Roman Rouzier.

Les rapporteurs étaient Alexandros G. Georgakilas, Eva Forssell Aronsson.

  • Titre traduit

    Études des voies biologiques impliquées dans la radio-résistance des cellules souches de glioblastome après irradiation par hadrons


  • Résumé

    Le glioblastome (GBM), est une tumeur primitive cérébrale pratiquement incurable, notamment du fait de sa capacitée à rechuter après traitement, capacité attribuée à la présence de cellules souches de gliomateuses (CSG). Ces cellules contribuent à la résistance du GBM à la radiothérapie, par leurs défenses antioxydantes et leurs capacités de réparation de l'ADN qui sont surexprimées. Malgré des progrès thérapeutiques tels que la chimio-radiothérapie et l’hadronthérapie, les rechutes de cette tumeur radiorésistante persistent. Cette étude s'est focalisée sur l’interaction des voies de réparation de l'ADN (PARP1) et de la signalisation antioxydante (NRF2) à l'aide d'inhibiteurs pharmacologiques. Les GSC ont été cultivées en 3D et l'inhibition efficace de PARP1 par Olaparib et NRF2 par ML385 a été vérifiée par une analyse western blot. Les cellules ont ensuite été exposées à des rayons X, des protons et des ions carbone. Les critères d'analyse comprenaient la formation de tumeurs, la cinétique de réparation de l'ADN à l'aide de techniques d'immunofluorescence, en particulier anti phospho-γ-H2AX et/ou 53BP1, et l'évaluation de l'apoptose par cytométrie de flux. Les résultats ont montré que l'inhibition de NRF2 augmentait de manière significative la radiosensibilité des GSC aux rayons X, aux protons et à l'irradiation au carbone, tandis que l'inhibition de la réparation de l'ADN avait un impact limité sur la radiosensibilisation des GSC à l'irradiation au carbone. L'inhibition de NRF2 dans les GSC a induit des dommages à l'ADN et a entravé la réparation après une irradiation aux protons, tandis que l'inhibition de PARP1 a peu affecté la formation et la réparation des cassures double brin de l'ADN après une exposition aux rayons X et aux protons. Il est remarquable que l'exposition aux rayons X ait causé moins de dommages à l'ADN dans les GSC que l'irradiation aux protons, ce qui met en évidence les réponses cellulaires distinctes en fonction de la qualité des rayonnements. Du point de vue de la sensibilité aux rayonnements, NRF2 fait preuve d’une influence plus prononcée que PARP1 dans les GSC.


  • Résumé

    Glioblastoma multiforme (GBM), a highly deadly primary brain tumor, faces challenges with increased recurrent cases, often linked to glioma stem cells (GSCs). GSCs contribute to GBM's resistance to radiotherapy, showcasing robust antioxidant defenses and superior DNA repair capabilities. Despite advancements in radiotherapy, such as use of particle radiotherapy, relapses persist in patients with radioresistant tumors. This study focused on sensitizing GSCs by altering the DNA repair pathway (PARP1) and antioxidant signaling (NRF2) with inhibitors. GSCs were cultivated in 3D, and effective inhibitions of PARP1 and NRF2 were verified with Western blot analysis. The cells were then exposed to X-rays, protons and carbon ions. The analysis parameters include tumorsphere formation, DNA repair formation and repair using immunofluorescent techniques, specifically γ-H2AX and 53BP1, and apoptosis assessment through flow cytometry analysis. Results showed that inhibiting NRF2 significantly increased GSCs radiosensitivity to X-rays, protons and carbon ions, while Olaparib's DNA repair inhibition had limited impact on GSC radiosensitization to carbon ion irradiation. NRF2 inhibition in GSCs induced DNA damage and impaired repair after proton irradiation, while PARP1 inhibition minimally affected DNA double-strand break formation and repair after X-ray and proton exposures. Notably, X-ray exposure caused less DNA damage in GSCs than proton irradiation, highlighting the cells' distinct responses to radiation qualities. In the context of radiation sensitivity, NRF2i showed a more pronounced influence than PARP1i in GSCs.



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Informations

  • Sous le titre : Studies of biological pathways involved in radioresistance of glioblastoma stem cells after hadron irradiation
  • Détails : 1 vol. (224 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 180-221
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