Effet de la combinaison des nanoparticules de gadolinium et de la radiothérapie sur l'élimination des cellules tumorales

Effect of the combination of gadolinium based-nanoparticle and radiotherapy on cell death elimination

• Auteur / Autrice : Frédéric Law
• Direction : Jean-Luc Perfettini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 06/06/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Radiothérapie moléculaire et innovation thérapeutique (Villejuif, Val-de-Marne ; 2011-....) - Unité de radiothérapie moléculaire U 1030
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Jury : Président / Présidente : Catherine Brenner-Jan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Perfettini, Catherine Brenner-Jan, François Paris, Karine Andreau, Olivier Tillement
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Paris, Karine Andreau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mort cellulaire

Cancer -- Radiothérapie

Nanoparticules

Mots clés libres

Nanoparticule

Gadolinium

Radiothérapie

Morts cellulaires

Cancer

Nanoparticle

Gadolinium

Radiotherapy

Cell death

Cancer

Résumé

L’arrivée des nanobiotechnologies en cancérologie apporte un nouveau souffle dans le traitement des cancers. Les travaux réalisés par Olivier Tillement et ses collaborateurs ont permis de montrer que les nanoparticules de gadolinium (GdBN) sont capables d’augmenter d’une part la qualité d’imagerie par résonance magnétique (IRM) mais également d’augmenter les effets des rayonnements ionisants (IR) sur les tumeurs. Des études précliniques sur des tumeurs de glioblastome greffées sur des souris C57BL/6 ont permis de révéler la capacité de la combinaison GdBN+IR à favoriser une régression tumorale. Néanmoins, les processus de morts cellulaires impliqués sont partiellement connus. Nos résultats ont permis de démontrer que ce traitement produit un stress oxydatif généré par une NADPH oxydase. Ce stress oxydatif déclenche un arrêt de la prolifération des cellules qui dépend de la protéine p21 et qui déclenche un processus de sénescence cellulaire et le cannibalisme des cellules irradiées. Le cannibalisme cellulaire ainsi déclenché aboutit à l’élimination de cellules internalisées. Ainsi, l’ensemble de ces résultats nous a permis de révéler que la combinaison des GdBN et de l’irradiation contribue à l’élimination de cellules cancéreuses en déclenchant la sénescence des cellules irradiées ainsi qu’un mécanisme original de mort cellulaire, le cannibalisme cellulaire.

The nanotechnology aims to help in the cancer treatment. Olivier Tillement and his colleagues have demonstrated that the Gadolinium-Based Nanoparticle (GdBN) can improve Magnetic Resonance Imaging (MRI) and increase radiotherapy effects. Pre-clinical studies show that the combination of GdBN with ionizing radiation is associated with tumor regression. However, the molecular and cellular processes involved this biological effect remain to be elucidated. Our results show that the combination of GdBN with IR generates oxidative stress through NADPH oxidase-dependent mechanisms, leads to cellular senescence and induces the cannibalistic activity of irradiated cells. Altogether, these results reveal that the combination of GdBN with IR promotes the killing of irradiated cells through the induction of cellular senescence and cellular cannibalism.