R.ADIOGÉNÉT1QUE MOLÉCULAIRE
I N D U C T I O N D E P R O T É I N E S INTERVENANT D A N S LA RÉPARATION D E L'ADN ALKYLE, D A N S L E S CELLULES IRRADIÉES
P. LEFEBVRE, Y. HABRAKEN et F. LAVAL
U 247 I N S E R M , Institut Gustave Roussy, 94805 Villejuif
L ' i n d u c t i o n d e g è n e s est u n p h é n o m è n e q u i a été d é c r i t c h e z les b a c t é r i e s ( E . c o l i ) ( r é p o n s e S O S , a d a p t a t i o n a u x a g e n t s a l k y l a n t s , a d a p t a t i o n au s t r e s s o x y d a t i f ) , a i n s i q u e d a n s les c e l l u l e s e u k a r y o t e s . D a n s les c e l l u l e s d e m a m m i f è r e s , il a é t é m o n t r é q u e l ' i n d u c t i o n de c e r t a i n s g è n e s p o u v a i t ê t r e c a u s é e p a r d e s l é s i o n s d e l'ADN ou u n a r r ê t de la c r o i s s a n c e . Il s'agit p a r e x e m p l e d ' o n c o g è n e s ( c - f o s , c - j u n ) , ou de g è n e s c o d a n t p o u r la p r o t é i n e k i n a s e C, 1 ' i n t e r l e u k i n e , la m é t a l l o t h i o n ë i n e .
N o u s a v o n s r e c h e r c h é si d e s p r o t é i n e s i n t e r v e n a n t d a n s la r é p a r a t i o n de 1'ADN p o u v a i e n t ê t r e i n d u i t e s d a n s les
c e l l u l e s d e m a m m i f è r e s t r a i t é e s par d e s a g e n t s g é n o t o x i q u e s , en p a r t i c u l i e r p a r les r a d i a t i o n s i o n i s a n t e s . N o u s n o u s s o m m e s p l u s p a r t i c u l i è r e m e n t i n t é r e s s é s à d e u x p r o t é i n e s , la N 3 - m é t h y l a d é n i n e - A D N - g l y c o s y l a s e ( 3-meAde g l y c o s y l a s e ) et
la 06- m é t h y l g u a n i n e - A D N - m é t h y l t r a n s f é r a s e ( t r a n s f é r a s e ) , p o u r les r a i s o n s s u i v a n t e s . La 3-meAde g l y c o s y l a s e é l i m i n e
la 3 - m é t h y l a d é n i n e , qui c o n s t i t u e un a r r ê t d e la r é p l i c a t i o n et est d o n c u n e l é s i o n létale f o r m é e p a r les d r o g u e s a l k y l a n t e s . La t r a n s f é r a s e r é p a r e la Oe- m é t h y l g u a n i n e , q u i est u n e l é s i o n p a r t i c u l i è r e m e n t m u t a g ë n e f o r m é e p a r les a g e n t s a l k y l a n t s . E l l e r é p a r e é g a l e m e n t les r é s i d u s 0 ^ - c h l o r o é t h y l g u a n i n e , q u i sont d e s p r é c u r s e u r s d e p o n t a g e s i n t r a b r i n s d a n s l'ADN ( l é s i o n s l é t a l e s ) et q u i sont f o r m é s p a r les c h l o r o é t h y l n i t r o s o u r é e s u t i l i s é e s en c h i m i o t h é r a p i e a n t i c a n c ë r e u s e . Il faut r a p p e l e r q u e la t r a n s f é r a s e est u n e p r o t é i n e " s u i c i d e " qui n ' e s t p a s r é g é n é r é e a p r è s a v o i r é t é a l k y l é e et le n o m b r e d e m o l é c u l e s de t r a n s f é r a s e p a r c e l l u l e est d é t e r m i n a n t p o u r la s e n s i b i l i t é de c e t t e c e l l u l e v i s à v i s de l'effet t o x i q u e et m u t a g è n e d e s d r o g u e s a l k y l a n t e s .
N o s r é s u l t a t s ont m o n t r é q u e l ' a c t i v i t é de la t r a n s f é r a s e ( et à u n d e g r é m o i n d r e c e l l e de la 3 - m e A d e g l y c o s y l a s e ) é t a i t a u g m e n t é e d a n s des c e l l u l e s d é r i v é e s d ' u n h é p a t o m e d e r a t t r a i t é e s p a r les r a d i a t i o n s i o n i s a n t e s . C e t t e a u g m e n t a t i o n est p r o p o r t i o n n e l l e à la d o s e d e r a d i a t i o n s ( O à 5 Gy ) . E l l e est m a x i m a l e 48 h e u r e s a p r è s l ' i r r a d i a t i o n , p u i s l ' a c t i v i t é d i m i n u e . C e p e n d a n t si les c e l l u l e s r e ç o i v e n t
50 RADIOPROTECTION - VOL. 28 - № 1 (1993)
RADIOGÉNÉTIQUE MOLÉCULAIRE
d e s i r r a d i a t i o n r é p é t é e s , l ' a c t i v i t é d e ces d e u x p r o t é i n e s est a u g m e n t é e a u s s i l o n g t e m p s q u e les c e l l u l e s sont s o u m i s e s a u x r a d i a t i o n s ( L e f e b v r e et L a v a l , 1986 ) .
C e t t e i n d u c t i o n s e m b l e liée à la f o r m a t i o n d e c o u p u r e s d a n s l'ADN c e l l u l a i r e . En e f f e t , d ' a u t r e s t r a i t e m e n t s p r o d u i s a n t d i r e c t e m e n t ou i n d i r e c t e m e n t d e s c o u p u r e s ( i r r a d i a t i o n TJV, d r o g u e s , e n z y m e s de r e s t r i c t i o n ) i n d u i s e n t c e s p r o t é i n e s , a l o r s q u e d a n s les c e l l u l e s t r a i t é e s p a r d i f f é r e n t s c o m p o s é s m o d i f i a n t le m é t a b o l i s m e c e l l u l a i r e ( h y d r o x y u r ê e , a g e n t s d é c o u p l a n t s , par e x e m p l e ) m a i s n ' i n t e r a g i s s a n t p a s d i r e c t e m e n t avec l'ADN, c e p h é n o m è n e n ' e s t p a s o b s e r v é { L a v a l , 1990 ) .
P o u r é t u d i e r le m é c a n i s m e c o n d u i s a n t à c e t t e i n d u c t i o n , n o u s a v o n s c l o n e les g è n e s c o d a n t p o u r la 3 - m e A d e g l y c o s y l a s e ( O ' C o n n o r et L a v a l , 1990 ) et p o u r la t r a n s f é r a s e ( R a h d e n - S t a r o n et L a v a l , 1991 ) . En u t i l i s a n t c e s c D N A s comme s o n d e s , n o u s a v o n s p u m o n t r e r q u e l ' i n d u c t i o n é t a i t due à une a u g m e n t a t i o n de la t r a n s c r i p t i o n et n o n à u n e a m p l i f i c a t i o n de l'ADN ( L a v a l , 1 9 9 1 ) .
U n e é t u d e s i m i l a i r e a m o n t r é q u e l ' i n d u c t i o n d e ces d e u x p r o t é i n e s se p r o d u i s a i t é g a l e m e n t d a n s des c e l l u l e s t u m o r a l e s h u m a i n e s ( c e l l u l e s d é r i v é e s d'un h ë p a t o m e et c e l l u l e s d é r i v é e s d'un g l i o b l a s t o m e , p a r e x e m p l e )
( L e f e b v r e et L a v a l , sous p r e s s e ) .
L ' i n d u c t i o n de ces p r o t é i n e s par les r a d i a t i o n s a u n e f f e t b i o l o g i q u e . En effet, nous a v o n s m o n t r é , en t r a i t a n t les c e l l u l e s par un agent a l k y l a n t r a d i o a c t i f , q u e l ' é l i m i n a t i o n d e la 3 - m é t h y l a d é n i n e et de la 0 - m é t h y l g u a n i n e était p l u s r a p i d e et p l u s e f f i c a c e d a n s les c e l l u l e s i r r a d i é e s , c o m p a r a t i v e m e n t aux c e l l u l e s t é m o i n s . P a r a i l l e u r s , les c e l l u l e s i r r a d i é e s d e v i e n n e n t p l u s r é s i s t a n t e s v i s à v i s de l'effet létal d e s c h l o r o é t h y l n i t r o s o u r ê e s u t i l i s é e s en c l i n i q u e { B C N U ) ( H a b r a k e n et L a v a l , 1 9 9 1 ) .
E t a n t d o n n é q u e ce p h é n o m è n e a été o b s e r v é d a n s d e s c e l l u l e s t u m o r a l e s , l'induction de ces p r o t é i n e s d e r é p a r a t i o n d a n s les c e l l u l e s i r r a d i é e s p o u r r a i t j o u e r u n r ô l e i m p o r t a n t lors de t r a i t e m e n t s u t i l i s a n t r a d i o et c h i m i o t h é r a p i e .
R e f e r e n c e s
L e f e b v r e , P . and L a v a l , F . 198 6. E n h a n c e m e n t of 06- m e t h y l g u a n i n e - D N A - m e t h y l t r a n s f e r a s e a c t i v i t y i n d u c e d by v a r i o u s t r e a t m e n t s in m a m m a l i a n c e l l s . C a n c e r R e s . 4 6 , 5 7 0 1 - 5 7 0 5
RAD10PROTECTION - VOL. 28 - № 1 (1993) 51
RAOIOGÉNÉTIQUE MOLÉCULAIRE
L a v a l ,F . 1 9 9 0 . I n d u c t i o n of p r o t e i n s i n v o l v e d in t h e r e p a i r of a l k y l a t e d b a s e s in m a m m a l i a n c e l l s by D N A - d a m a g i n g a g e n t s . M u t . R e s . 23 3, 2 1 1 - 2 1 8 .
O ' C o n n o r , T . R . and L a v a l , F . 1 9 9 0 . I s o l a t i o n and s t r u c t u r e of a cDNA e x p r e s s i n g a m a m m a l i a n 3 - m e t h y l a d e n i n e - D N A - g l y c o s y l a s e . EMBO J. 9, 3 3 3 7 - 3 3 4 2 .
R a h d e n - S t a r o n , I . and L a v a l , F . 1 9 9 1 . cDNA c l o n i n g of t h e rat 06- m e t h y l g u a n i n e - D N A - m e t h y l t r a n s f e r a s e . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . Comm. 1 7 7 , 5 9 7 - 6 0 2 .
L a v a l , F . 1 9 9 1 . I n c r e a s e of 0 - m e t h y l g u a n m e - D N A - m e t h y l t r a n s f e r a s e and N 3 - m e t h y l a d e n i n e - D N A - g l y c o s y l a s e R N A t r a n s c r i p t s in r a t h e p a t o m a c e l l s t r e a t e d w i t h D N A - d a m a g i n g a g e n t s . B i o c h e m . B i o p h y s . R e s . Comm. 17 6, 108 6 - 1 0 9 2 .
L e f e b v r e , P . and L a v a l ,F . I n d u c t i o n of 06- m e t h y l g u a n i n e - D N A - m e t h y l t r a n s f e r a s e and N 3 - m e t h y l a d e n i n e - D N A - g l y c o s y l a s e in h u m a n c e l l s e x p o s e d to D N A - d a m a g i n g a g e n t s . DNA and c e l l B i o l . s o u s p r e s s e .
H a b r a k e n , Y . and L a v a l , F . 1 9 9 1 . E n h a n c e m e n t of 1 , 3 - b i s ( 2 - c h l o r o e t h y l ) - 1 - n i t r o s o u r e a r e s i s t a n c e by - i r r a d i a t i o n or d r u g p r e t r e a t m e n t in rat h e p a t o m a c e l l s . C a n c e r R e s . 5 2 ,
1 2 1 7 - 1 2 2 0 .
52 RADIOPROTECTION - VOL 28 - № 1 (1993)
