RADIOGÉNÉTIQUE MOLÉCULAIRE
RADIOPROTECTION - VOL. 28 - № (1993) 53
R É P O N S E ADAPTATIVE AUX RADIATIONS IONISANTES D E S CELLULES H U M A I N E S
O. RIGAUD
Commissariat à l'Energie Atomique Institut d e Protection et de Sûreté Nucléaire, D P H D / S A R A M , BP. 6, 92265 Fontenay aux Roses cedex
La r é p o n s e a d a p t a t i v e a p p a r a î t l o r s q u e d e s cellules s o n t e x p o s é e s à u n e d o s e faible d'irradiation n*induisant p a s d e d o m m a g e s d é t e c t a b l e s (de l'ordre d u c G y o u m o i n s ) p u i s q u e l q u e s h e u r e s p l u s t a r d t r a i t é e s p a r u n e d o s e forte (plusieurs Gy); les cellules o n t a l o r s u n e sensibilité r é d u i t e a u x effets g é n o t o x i q u e s d e la d o s e forte.
C e t t e r é p o n s e r a d i o - a d a p t a t i v e a é t é décrite p o u r la p r e m i è r e fois e n 1984 p a r Olivieri et al. (1): la p r é - e x p o s i t i o n d e l y m p h o c y t e s h u m a i n s à u n e faible d o s e d'irradiation r e n d l e s cellules réfractaires à l'effet c l a s t o g è n e i n d u i t p a r la d o s e forte a d m i n i s t r é e u l t é r i e u r e m e n t ; l ' a d a p t a t i o n r é s u l t e e n u n e r é d u c t i o n d e 50% d u t a u x d' a b e r r a t i o n s c h r o m a t i d i q u e s a t t e n d u p o u r la forte d o s e . C e t t e r é p o n s e r a d i o - a d a p t a t i v e à l'effet c l a s t o g è n e a fait l'objet d e n o m b r e u s e s p u b l i c a t i o n s et c e r t a i n e s caractéristiques d e c e p h é n o m è n e s o n t b i e n définies (2-5). Elle p e u t ê t r e i n d u i t e in v i t r o d a n s l e s cellules d e r o n g e u r s , d e p l a n t e s et a u s s i in v i v o c h e z la s o u r i s (5). U n e c e r t a i n e variabilité d e la r é p o n s e a d a p t a t i v e existe a u sein d ' u n e p o p u l a t i o n dHndividus n o r m a u x (6).
La r é d u c t i o n d e l'effet c l a s t o g è n e a lieu d a n s les 4-6 h e u r e s s u i v a n t l'exposition à la d o s e a d a p t a t i v e et d é p e n d d e la s y n t h è s e d e n o v o d e p r o t é i n e s . La r é p o n s e a d a p t a t i v e p e u t ê t r e a b o l i e p a r la 3 - a m i n o b e n z a m i d e , s u g g é r a n t l'induction p a r la faible d o s e d'un s y s t è m e d e r é p a r a t i o n r e s p o n s a b l e d e la d i m i n u t i o n d e s a b e r r a t i o n s c h r o m a t i d i q u e s d a n s l e s
cellules a d a p t é e s (7-8).
Il a é t é m o n t r é q u e l e s l y m p h o c y t e s h u m a i n s r a d i o - a d a p t é s s o n t m o i n s s e n s i b l e s à l'effet i n d u c t e u r d e m u t a t i o n s g é n i q u e s p a r l e s r a y o n n e m e n t s i o n i s a n t s (9-10).
N o u s a v o n s m o n t r é r é c e m m e n t q u e la f r é q u e n c e d e m u t a n t s HPRT" est r é d u i t e d a n s d e s cellules i s s u e s d ' u n e lignée l y m p h o b l a s t o i d e h u m a i n e p r é - e x p o s é e s à u n e faible d o s e d'irradiation (11). D e plus, la n a t u r e m o l é c u l a i r e d e s m u t a t i o n s r a d i o - i n d u i t e s a u l o c u s H P R T a é t é d é t e r m i n é e p a r la m é t h o d e d e S o u t h e r n .
RADIOGÉNÉTIQUE MOLÉCULAIRE
Le g è n e HFRT, g è n e n o n essentiel, offre l ' a v a n t a g e d e p o u v o i r d é t e c t e r u n l a r g e s p e c t r e d e m u t a t i o n s allant d e la m u t a t i o n p o n c t u e l l e à îa d é l é t i o n t o t a l e d u g è n e . Les m u t a t i o n s induites a u l o c u s H P R T d a n s l e s cellules i r r a d i é e s p a r u n e d o s e forte u n i q u e s o n t m a j o r i t a i r e m e n t d e t y p e d é l é t i o n (12). N o t r e travail avait p o u r b u t d e r e c h e r c h e r si la distribution d e s t y p e s m o l é c u l a i r e s d e m u t a t i o n s était m o d i f i é e s e l o n q u e l e s cellules aient é t é o u n o n p r é - e x p o s é e s à u n e faible d o s e a d a p t a t i v e , ceci afin d e c o m p r e n d r e le m é c a n i s m e cellulaire i m p l i q u é d a n s l ' a d a p t a t i o n à l'effet m u t a g è n e .
Effets cytotaxkpie et m u t a g è n e d e l'irradiatioTi d a n s l e s cellules lymphoblastoides h u m a i n e s
Le t r a i t e m e n t adaptatif c o n s i s t e e n u n e p r é - e x p o s i t i o n d e s cellules à u n e d o s e d e 0,02Gy suivie d ' u n e forte d o s e d l r r a d i a t i o n d e 4 Gy ( s o u r c e 137rjg) a d m i n i s t r é e 6 h e u r e s a p r è s . La survie e t la f r é q u e n c e d e s m u t a n t s a u l o c u s H P R T o n t é t é m e s u r é e s p a r la t e c h n i q u e d e c l o n a g e d e s cellules e n dilution limite a p r è s les d e u x c o n d i t i o n s d e t r a i t e m e n t .
La s u r v i e e s t similaire q u e les cellules aient é t é i r r a d i é e s a v e c 4 Gy e n d o s e u n i q u e (8, 7% d e survie) o u d o n n é e 6 h e u r e s a p r è s la faible d o s e (10% d e survie). Par c o n t r e , c o m p a r é e à u n e i r r a d i a t i o n u n i q u e d e 4 Gy, le t r a i t e m e n t 0, 02 Gy + 4 Gy induit u n e r é d u c t i o n d e 70% d e la f r é q u e n c e d e m u t a t i o n HPRT" (24, 4 v s 70,7 m u t a n t s / 10^ cellules s u r v i v a n t e s ).
La p r é - e x p o s i t i o n d e s cellules A H H - 1 à u n e faible d o s e d e 0, 02 Gy est d o n c c a p a b l e d e r é d u i r e la sensibilité d e s cellules à l'effet m u t a g è n e d e la forte d o s e , alors q u e l a survie n'est p a s modifiée. Ceci s u g g è r e q u e l e s l é s i o n s l é t h a l e s i n d u i t e s p a r l'irradiation o u / e t l e u r r é p a r a t i o n diffèrent d e celles c o n d u i s a n t a u x m u t a t i o n s .
N a t u r e m o l é c u l a i r e d e s m u t a t i o n s induites p a r l'irradiation d a n s l e s cellules a d a p t é e s o u n o n par u n e faible d o s e .
N o s r é s u l t a t s s u g g è r e n t l'induction p a r la faible d o s e d ' u n m é c a n i s m e cellulaire r e s p o n s a b l e d e la r é d u c t i o n d e l é s i o n s p r é m u t a g è n e s . L'analyse m o l é c u l a i r e d é s m u t a t i o n s i n d u i t e s p a r l e s d e u x t r a i t e m e n t s soit a d a p t a t i f soit e n d o s e u n i q u e devrait p e r m e t t r e d e s a v o i r si c e m é c a n i m e agit s u r u n certain t y p e d e l é s i o n s p r é m u t a g è n e s .
A p a r t i r d e s c u l t u r e s d e cellules t r a i t é e s a v e c 0 Gy, 0,02 Gy, 4 Gy e t 0, 02 Gy + 4 Gy, 94 m u t a n t s o n t é t é isolés d e façon i n d é p e n d a n t e . L ' A D N d e c h a q u e m u t a n t a é t é a n a l y s é p a r la m é t h o d e d e S o u t h e r n a p r è s d i g e s t i o n p a r l e s
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d e u x e n z y m e s d e restriction EcoRI et PstI s é p a r é m e n t p u i s h y b r i d a t i o n à u n e s o n d e d ' A D N c d u g è n e H P R T h u m a i n .
D a n s le t a b l e a u c i - d e s s o u s s o n t r é s u m é s les r é s u l t a t s o b t e n u s :
RADIOGENETIQUE MOLECULAIRE
m u t a n t s n o n réarrangés
d e l e t i o n t o t a l e traitement
0
0, 02 Gy
4 G y
m u t a n t s analysés
24
17
27
17 (71%)
10 (59%)
6 (22%)
1 (4%)
2 (12%) 7 26%)
m u t a n t s réarrangés
d e l e t i o n p a r t i e l l e 6 (25%)
5 (29%)
14 (52%)
t o t a l
7 (29%)
7 (41%)
21 (78%)
0.02 Gy+4Gy 26 15 (58%) 6 (23%) 5 (19%) 11 (42%) La m a j o r i t é d e s m u t a n t s s p o n t a n é s o u induits p a r la faible d o s e d e 0, 02 Gy n e p r é s e n t e n t p a s d e r é a r r a n g e m e n t s visibles d u g è n e H P R T (71% et 59% d e s m u t a n t s a n a l y s é s r e s p e c t i v e m e n t ) .
Parmi l e s m u t a n t s induits p a r la d o s e u n i q u e d e 4 Gy, 78% (21/27) o n t d e s altérations d é t e c t a b l e s d u g è n e HPRT ( m u t a n t s r é a r r a n g é s ) . Par c o n t r e , d a n s l e s c o n d i t i o n s d e t r a i t e m e n t radio-adaptatif, s e u l e m e n t 42% (15/26) d e m u t a n t s r é a r r a n g é s s o n t induits, s o i t u n e r é d u c t i o n significative c o m p a r é s à c e u x i n d u i t s p a r u n e d o s e u n i q u e (p = 0,02%). D e p l u s p a r m i c e s d e r n i e r s , la fraction d e m u t a n t s p r é s e n t a n t d e s d é l é t i o n s partielles d u g è n e est p r é f é r e n t i e l l e m e n t r é d u i t e (19%, soit u n e d i m i n u t i o n significative (p = 0,03%) c o m p a r é e a u x 52% d e m u t a n t s p a r t i e l l e m e n t d é l é t é s induits p a r la d o s e u n i q u e d e 4 Gy).
En conclusion, c e s résultats m o n t r e n t d e s c h a n g e m e n t s d u s p e c t r e m o l é c u l a i r e d e m u t a t i o n s e l o n q u e les cellules aient é t é s o u m i s e s à u n e p r é - exposition à u n e faible d o s e : la d o s e a d a p t a t i v e s e m b l e agir p r é f é r e n t i e l l e m e n t s u r les l é s i o n s p r é m u t a t i o n n e l l e s a b o u t i s s a n t à d e s d é l é t i o n s .
En a n a l o g i e a v e c les r é s u l t a t s s u r la r é p o n s e a d a p t a t i v e c o n t r e l'effet c l a s t o g è n e i n d i q u a n t l'induction p a r la faible d o s e d'un s y s t è m e d e r é p a r a t i o n , n o u s s u g g é r o n s q u e la r é d u c t i o n d e l'effet m u t a g è n e p a r la d o s e forte d e 4 Gy s u r les cellules p r é - e x p o s é e s à u n e faible d o s e p o u r r a i t ê t r e d u e à l'induction d'un s y s t è m e d e r é p a r a t i o n fidèle. C e s y s t è m e s e m b l e r a i t agir
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prefer en ti ell e m e n t s u r la c l a s s e d e s l é s i o n s p r é m u t a g è n e s qui a b o u t i s s e n t à d e s m u t a t i o n s d e t y p e deletion.
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