Mise en évidence de cassures double brin de l'ADN induites par irradiation de Keratinocytes humains en microfaisceau alpha

Comprendre les modes d’interaction des rayonnements ionisants avec la matière vivante, notamment lors de léxposition à de faibles doses telles que celles que l’on peut trouver dans un environnement industriel ou dans la nature, reste un enjeu majeur pour l'évaluation du risque associé. Il s'agit d'un problème de société qui n’a pu malheureusement trouver de réponse dans les études épidémiologiques classiques dans la mesure où les seules données fiables concernent des expositions accidentelles à des doses beaucoup plus élevées. L’exposition naturelle représente pourtant la première source dans la vie courante juste devant les sources d’origines médicales (radiologie, radiothérapie). De plus, ce type d’exposition est très difficile à reproduire en laboratoire sur des lignées cellulaires. La méthode principalement utilisée, basée sur l’irradiation aléatoire de populations cellulaires, consiste à calculer le nombre moyen de particules ayant interagi par cellule et repose ainsi sur des lois de distribution statistique (loi de Poisson). En plus des inévitables impacts multiples, la variété des cibles intracellulaires touchées (noyau, cytoplasme), les effets indirects induits par les impacts sur les cellules voisines ou simplement extracellulaires sont autant de phénomènes qui compliquent sérieusement l'interprétation des données. Un microfaisceau de particules alpha a été développé au CENBG pour réaliser une irradiation ciblée à l’échelle sub-cellulaire avec une précision de quelques micromètres. Il est ainsi possible de contrôler le nombre exact de particules délivrées par cellule (jusqu'à la dose ultime d’un ion par cellule), de prédéterminer avec précision le point d'impact et d’irradier certaines cellules tout en vérifiant la réponse de cellules voisines. La validation de ce dispositif a été réalisée au cours de ce travail de thèse, sur des kératinocytes humains exprimant une protéine recombinante nucléaire fluorescente (histone H2B-GFP) en mettant en évidence des dommages nucléaires radio-induits spécifiques et dose-dépendant. La combinaison des techniques en microfaisceau d’ions, de microscopie confocale et d’analyse quantitative numérique a permis de mesurer, in situ et à l’échelle de la cellule unique, la cinétique de phosphorylation de la protéine histone H2A.X et d’aborder l’étude des processus de réparation de l’ADN et d’induction de l’apoptose. Les résultats expérimentaux valident la méthodologie développée en démontrant la reproductibilité du tir et le contrôle de dose grâce à la mise en évidence d’une relation doseeffet qui a été également étudiée en fonction du temps.To understand the mechanisms of interaction of ionizing radiation with living tissues exposed to low and protracted doses remains a major issue for risk evaluation. The response cannot be found in epidemiological studies because the only available data concern accidental exposures to high doses of radiation. The natural exposure represents the main source of exposure in the daily life, just before the medical sources (radiology, radiotherapy). In addition, this kind of exposure is very difficult to reproduce in vitro by irradiating cell lines. The method per preference is based on random irradiation of cell populations. The mean number of particles having traversed cells is then calculated on the basis of Poisson’s statistics. In addition to inevitable multiple impacts, the numerous potential intracellular targets (nuclei, cytoplasms...), the indirect effects induced by the impact of particles on neighbouring cells or simply the extracellular targets, constitute phenomena that make more complex the interpretation of experimental data. A charged particle microbeam was developed at CENBG to perform the targeted irradiation of individual cells with a targeting precision of a few microns. It is possible to deliver a counted number of alpha particles down to the ultimate dose of one alpha per cell, to target predetermined cells and then to observe the response of the neighbouring cells. This facility has been validated during this work on human keratinocyte cells expressing a recombinant nuclear fluorescent protein (histone H2B-GFP). The combination of ion microbeams with confocal microscopy and numeric quantitative analysis allowed the measurement of DNA double strand breaks via the phosphorylation of the histone H2A.X in individual cells. The mechanisms of DNA reparation and apoptosis induction were also in the scope of those studies. The experimental results obtained during this thesis validate the methodology we have developed by demonstrating the targeting reproducibility and the dose control. A dose-effect relationship has been also investigated as a function of time

Effect of HLA-matching recipients to donor non-inherited maternal antigens on outcomes after mismatched umbilical cord blood transplantation for hematologic malignancy

peer reviewe

Investigation of DNA double strand breaks induced by alpha particle irradiation using CENBG microbeam in human keratinocytes

Comprendre les modes d'interaction des rayonnements ionisants avec la matière vivante, notamment lors de l'exposition à de faibles doses telles que celles que l'on peut trouver dans un environnement industriel ou dans la nature, reste un enjeu majeur pour l'évaluation du risque associé. Il s'agit d'un problème de société qui n'a pu malheureusement trouver de réponse dans les études épidémiologiques classiques dans la mesure où les quelques données fiables concernent plutôt des expositions accidentelles à des doses beaucoup plus élevées. L'exposition naturelle représente pourtant la première source dans la vie courante juste devant les sources d'origines médicales (radiologie, radiothérapie). Ce type d'exposition est très difficile à reproduire en laboratoire sur des lignées cellulaires. La méthode principalement utilisée, basée sur l'irradiation aléatoire de populations cellulaires, consiste à calculer le nombre moyen de particules ayant interagi par cellule et repose ainsi sur des lois de distribution statistique (loi de Poisson). En plus des inévitables impacts multiples, la variété des cibles intracellulaires touchées (noyau, cytoplasme), les effets indirects induits par les impacts sur les cellules voisines ou simplement extracellulaires sont autant de phénomènes qui compliquent alors sérieusement l'interprétation des données.Dans ce contexte, un microfaisceau de particules a été développé au CENBG pour réaliser des irradiations ciblées à l'échelle sub-cellulaire avec une précision de quelques micromètres. Il est ainsi possible de contrôler le nombre exact de particules délivrées par cellule (jusqu'à la dose ultime d'un ion par cellule), de prédéterminer avec précision le point d'impact et d'irradier certaines cellules tout en vérifiant la réponse de cellules voisines.La validation de ce dispositif a été réalisée au cours de ce travail de thèse, sur des kératinocytes humains exprimant une protéine recombinante nucléaire fluorescente (histone H2B-GFP) en mettant en évidence des dommages nucléaires radio-induits spécifiques et dose-dépendant. La combinaison de techniques telles que le microfaisceau d'ions, la microscopie confocale et l'analyse quantitative numérique a permis de mesurer, in situ et à l'échelle de la cellule unique, la cinétique de phosphorylation de la protéine histone H2A.X et d'aborder ainsi l'étude des processus de réparation de l'ADN et d'induction de l'apoptose. Les résultats expérimentaux ont validé la méthodologie développée en démontrant la reproductibilité du tir et le contrôle de la dose grâce à la mise en évidence d'une relation dose-effet qui a été également étudiée en fonction du temps.To understand the mechanisms of interaction of ionizing radiation with living tissues exposed to low and protracted doses remains a major issue for risk evaluation. The response cannot be found in epidemiological studies because the only available data concern accidental exposures to high doses of radiation. In addition, this kind of exposure is very difficult to reproduce in vitro by irradiating cell lines. The method per preference is based on random irradiation of cell populations. The mean number of particles interacting with cells is calculated on the basis of Poisson's statistics: inevitable multiple impacts, numerous potential intracellular targets (nuclei, cytoplasms...), indirect effects induced by the impact of particles on neighbouring cells or simply the extra-cellular targets, constitute phenomena that make more complex the interpretation of experimental data.A charged particle microbeam was developed at CENBG to perform the targeted irradiation of individual cells with a few microns precision, to deliver a counted number of particles down to the ultimate dose (one alpha per cell), to target predetermined cells and observe the neighbouring cells response. This facility has been validated during this work on human keratinocyte cells expressing a recombinant fluorescent histone (H2B-GFP). Confocal microscopy and quantitative analysis allowed DNA double strand breaks measurement via histone H2A.X phosphorylation in single cells, DNA repair mechanism and apoptosis induction. Data obtained during this thesis validate the methodology we developed by demonstrating targeting reproducibility and dose control showed dose-effect relationship as a function of time

Mise en évidence de cassures double brin de l'ADN induites par irradiation de kératinocytes humains en microfaisceau alpha

To understand the mechanisms of interaction of ionizing radiation with living tissues exposed to low and protracted doses remains a major issue for risk evaluation. The response cannot be found in epidemiological studies because the only available data concern accidental exposures to high doses of radiation. In addition, this kind of exposure is very difficult to reproduce in vitro by irradiating cell lines. The method per preference is based on random irradiation of cell populations. The mean number of particles interacting with cells is calculated on the basis of Poisson's statistics: inevitable multiple impacts, numerous potential intracellular targets (nuclei, cytoplasms...), indirect effects induced by the impact of particles on neighbouring cells or simply the extra-cellular targets, constitute phenomena that make more complex the interpretation of experimental data.A charged particle microbeam was developed at CENBG to perform the targeted irradiation of individual cells with a few microns precision, to deliver a counted number of particles down to the ultimate dose (one alpha per cell), to target predetermined cells and observe the neighbouring cells response. This facility has been validated during this work on human keratinocyte cells expressing a recombinant fluorescent histone (H2B-GFP). Confocal microscopy and quantitative analysis allowed DNA double strand breaks measurement via histone H2A.X phosphorylation in single cells, DNA repair mechanism and apoptosis induction. Data obtained during this thesis validate the methodology we developed by demonstrating targeting reproducibility and dose control showed dose-effect relationship as a function of time.Comprendre les modes d'interaction des rayonnements ionisants avec la matière vivante, notamment lors de l'exposition à de faibles doses telles que celles que l'on peut trouver dans un environnement industriel ou dans la nature, reste un enjeu majeur pour l'évaluation du risque associé. Il s'agit d'un problème de société qui n'a pu malheureusement trouver de réponse dans les études épidémiologiques classiques dans la mesure où les quelques données fiables concernent plutôt des expositions accidentelles à des doses beaucoup plus élevées. L'exposition naturelle représente pourtant la première source dans la vie courante juste devant les sources d'origines médicales (radiologie, radiothérapie). Ce type d'exposition est très difficile à reproduire en laboratoire sur des lignées cellulaires. La méthode principalement utilisée, basée sur l'irradiation aléatoire de populations cellulaires, consiste à calculer le nombre moyen de particules ayant interagi par cellule et repose ainsi sur des lois de distribution statistique (loi de Poisson). En plus des inévitables impacts multiples, la variété des cibles intracellulaires touchées (noyau, cytoplasme), les effets indirects induits par les impacts sur les cellules voisines ou simplement extracellulaires sont autant de phénomènes qui compliquent alors sérieusement l'interprétation des données.Dans ce contexte, un microfaisceau de particules a été développé au CENBG pour réaliser des irradiations ciblées à l'échelle sub-cellulaire avec une précision de quelques micromètres. Il est ainsi possible de contrôler le nombre exact de particules délivrées par cellule (jusqu'à la dose ultime d'un ion par cellule), de prédéterminer avec précision le point d'impact et d'irradier certaines cellules tout en vérifiant la réponse de cellules voisines.La validation de ce dispositif a été réalisée au cours de ce travail de thèse, sur des kératinocytes humains exprimant une protéine recombinante nucléaire fluorescente (histone H2B-GFP) en mettant en évidence des dommages nucléaires radio-induits spécifiques et dose-dépendant. La combinaison de techniques telles que le microfaisceau d'ions, la microscopie confocale et l'analyse quantitative numérique a permis de mesurer, in situ et à l'échelle de la cellule unique, la cinétique de phosphorylation de la protéine histone H2A.X et d'aborder ainsi l'étude des processus de réparation de l'ADN et d'induction de l'apoptose. Les résultats expérimentaux ont validé la méthodologie développée en démontrant la reproductibilité du tir et le contrôle de la dose grâce à la mise en évidence d'une relation dose-effet qui a été également étudiée en fonction du temps

Mise en évidence de cassures double brin de l'ADN induites par irradiation de kératinocytes humains en microfaisceau alpha

Comprendre les modes d'interaction des rayonements ionisants avec la matière vivante, notamment lors de l'exposition à de faibles doses telles que celles que l'on peut trouver dans un environnement industriel ou dans la nature, reste un enjeu majeur pour l'évaluation du risque associé. Il s'agit d'un problème de société qui n'a pu malheureusement trouver de réponse dans les études épidémiologiques classiques dans la mesure où les seules données fiables concernent des expositions accidentelles à des doses beaucoup plus élevées. L'exposition naturelle représente pourtant la première source dans la vie courante juste devant les sources d'origines médicales (radiologie, radiothérapie). De plus, ce type d'exposition est très difficile à reproduire en laboratoire sur des lignées cellulaires. La méthode principalement utilisée, basée sur l'irradiation aléatoire de populations cellulaires, consiste à calculer le nombre moyen de particules ayant interagi par cellule et repose ainsi sur des lois de distributions statistique (loi de Poisson). En plus des inévitables impacts multiples, la variété des cibles intracellulaires touchées (noyau, cytoplasme), les effets indirects induits par des impacts sur les cellules voisines ou simplement extracellulaires sont autant de phénomènes qui compliquent sérieusement l'interprétation des données. Un microfaisceau de particules alpha a été developpé au CENBG pour réaliser une irradiation ciblée à l'échelle sub-cellulaire avec une précision de quelques micromètres. Il est ainsi possible de contrôler le nombre exact de particules délivrées par cellule (jusqu'à la dose ultime d'un ion par cellule), de prédéterminer avec précision le point d'impact et d'irradier certaines cellules tout en vérifiant la réponse de cellules voisines. La valisation de ce dispositif a été rééalisée au cours de ce travail de thèse, sur des keratinocytes humains exprimant une protéine recombinante nucléaire fluorescente (histone H2B-GFP) en mettant en évidence des dommages nucléaires radio-induits spécifiques et dose-dépendant. La combinaison des techniques en microfaisceau d'ions, de microscopie confocale et d'analyse quantitative numérique a permis de mesurer, in situ et à l'échelle de la cellule unique, la cinétique de phosphorylation de la protéine histone H2A.X et d'aborder l'étude des processus de réparation de l'ADN et d'induction de l'apoptose. Les résultats expérimentaux valident la méthodologie développée en démontrant la reproductibilité du tir et le contrôle de dose à la mise en évidence d'une relation dose-effet qui a été également étudiée en fonction du temps.BORDEAUX1-BU Sciences-Talence (335222101) / SudocSTRASBOURG-Bib.Central Recherche (674822133) / SudocSudocFranceF

In vitro osteodifferentiation of intact human amniotic membrane is not beneficial in the context of bone repair

International audienc

Tips and Tricks and Clinical Outcome of Cryopreserved Human Amniotic Membrane Application for the Management of Medication-Related Osteonecrosis of the Jaw (MRONJ): A Pilot Study

International audienceMedication-related osteonecrosis of the jaw (MRONJ) is a complication of certain pharmacological treatments such as bisphosphonates, denosumab, and angiogenesis inhibitors. There are currently no guidelines on its management, particularly in advanced stages. The human amniotic membrane (hAM) has low immunogenicity and exerts anti-inflammatory, antifibrotic, antimicrobial, antiviral, and analgesic effects. It is a source of stem cells and growth factors promoting tissue regeneration. hAM acts as an anatomical barrier with suitable mechanical properties (permeability, stability, elasticity, flexibility, and resorbability) to prevent the proliferation of fibrous tissue and promote early neovascularization at the surgical site. In oral surgery, hAM stimulates healing and facilitates the proliferation and differentiation of epithelial cells in the oral mucosa and therefore its regeneration. We proposed using cryopreserved hAM to eight patients suffering from cancer (11 lesions) with stage 2–3 MRONJ on a compassionate use basis. A collagen sponge was added in some cases to facilitate hAM grafting. One or three hAMs were applied and one patient had a reapplication. Three patients had complete closure of the surgical site with proper epithelialization at 2 weeks, and two of them maintained it until the last follow-up. At 1 week after surgery, three patients had partial wound dehiscence with partial healing 3 months later and two patients had complete wound dehiscence. hAM reapplication led to complete healing. All patients remained asymptomatic with excellent immediate significant pain relief, no infections, and a truly positive impact on the patients’ quality of life. No adverse events occurred. At 6 months of follow-up, 80% of lesions had complete or partial wound healing (30 and 50%, respectively), while 62.5% of patients were in stage 3. Radiological evaluations found that 85.7% of patients had stable bone lesions ( n = 5) or new bone formation ( n = 1). One patient had a worsening MRONJ but remained asymptomatic. One patient did not attend his follow-up radiological examination. For the first time, this prospective pilot study extensively illustrates both the handling and surgical application of hAM in MRONJ, its possible association with a collagen sponge scaffold, its outcome at the site, the application of multiple hAM patches at the same time, and its reapplication