Irradiation par microfaisceau de particules alpha (implication des espèces réactives de l'oxygène dans l'effet de voisinage)

Abstract

L effet de voisinage radio-induit s observe dans les cellules voisines de cellules irradiées mais non directement touchée par l irradiation. A ce jour, les radicaux libres sont considérés comme ayant un rôle actif dans la survenue de réponse au voisinage, mais leur implication n est pas encore totalement définie. Afin de déterminer leur impact dans la réponse au voisinage, à la fois temporellement et spatialement, des irradiations par microfaisceau de particules alpha sont mises au point afin de cibler une fraction définie de cellules au niveau du noyau dans une culture cellulaire avec un nombre prédéterminé d ions. Les irradiations sont pratiquées sur des cellules normales ostéoblastiques à sous-confluence nommée MC3T3-E1. Deux sources distinctes sont ici identifiées dans les cellules comme productrices d espèces réactives de l oxygène après irradiation ciblée : la membrane cytoplasmique et les mitochondries. L inhibition du stress oxydatif général observé après irradiation par la filipin (déstructurant les radeaux lipidiques) met en évidence le rôle primordial de la membrane dans la survenue d effet de voisinage. Les conséquences cellulaires de l effet de voisinage sont aussi étudiées à l échelle de la cellule en termes de mort cellulaire et induction de micronoyaux. Une fraction de 10 à 100% de cellules est individuellement ciblée dans la population cellulaire. Dans ce cas, l induction de mort mitotique et de micronoyaux augmentent dans les cellules voisines, ainsi que dans les cellules directement irradiées. Ces observations démontrent un impact de l effet de voisinage entre cellules irradiées selon un mode autocrine ou paracrine. Ce mémoire indique une interaction complexe entre signaux relatifs à l irradiation et signaux relatifs à l effet de voisinage (dépendant de la membrane) conduisant à une amplification.de la réponse cellulaire originelleIonizing radiation-induced bystander effects arise in bystander cells that receive signals from directly irradiated cells. To date, free radicals are believed to play an active role in the bystander response, but this is incompletely characterized. To mark temporal and spatial impacts of bystander effect, we employed a precise alpha-particle microbeam to target a small fraction of sub-confluent osteoblastic cell cultures (MC3T3-E1). We identified the cellular membrane and mitochondira like two distinct places generating reactive oxygen species. The global oxidative stress observed after irradiation was significantly attenuated after filipin treatment, evidencing the pivotal role of membrane in MC3T3-E1 cells bystander response. To determine impact of bystander effect at a cell level, cellular consequences of this membrane-dependant bystander effect were then investigated. A variable fraction of the cell population (10% to 100%) was individually targeted. In this case, mitotic death and micronuclei yield both increased in bystander cells as well as in targeted cells demonstrating a role of bystander signals between irradiated cells in an autocrine or paracrine manner. Our results indicate a complex interaction of direct irradiation and bystander signals that lead to a membrane-dependant amplification of cell responses.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF