Étude des conséquences génétiques et épigénétiques consécutives à la signalisation persistante des dommages radio-induits de l'ADN

Les cassures double-brin de l’ADN (CDB) sont des evenements cles dans la reponse aux rayonnements ionisants qui, avec le profil genetique et epigenetique individuel, peuvent conditionner le devenir des tissus sains d’un individu expose. A la suite des cassures de la molecule d’ADN et de la destabilisation de la chromatine, une serie de modifications post-traductionnelles des histones se produit, notamment la phosphorylation de la serine 139 de l'histone H2A.X (gamma-H2A.X), conduisant a la formation de foyers radio-induits. La reparation des CDB, et donc la disparition de ces foyers, a lieu dans les heures suivant l’exposition. Toutefois, une certaine proportion de ces foyers gamma-H2A.X persiste 24 heures apres l’irradiation. La nature et le role de ces foyers persistants sont encore peu clairs. L’objectif de ce travail est d'explorer les caracteristiques de ces foyers persistants et leurs consequences sur le devenir des cellules. Pour etudier la dynamique des foyers radio-induits, nous avons expose des HUVEC synchronisees en phase G0/G1 a des doses de 1 et 5 Gy de rayons X. Les foyers radio-induits ont ete etudies a partir de 10 minutes et jusqu'a 7 jours apres l'exposition par l’analyse de gamma-H2A.X et de l’association temporelle de la proteine 53BP1 et des CN-PML (corps nucleaires PML). L’impact des foyers persistants sur la proliferation cellulaire a egalement ete explore. Nous avons analyse en microscopie a fluorescence une moyenne de 4 000 cellules pour chaque condition a l'aide d'une analyse d’image permettant la detection automatique des noyaux et des foyers. L'analyse d'un grand nombre d‘evenements nous a permis de discriminer des sous-populations de cellules ou de foyers sur la base de differentes caracteristiques, telles que leur aire ou la phase du cycle cellulaire, et de mesurer leur representativite dans l'ensemble de la population de cellules exposees. Ainsi, nous avons determine que les foyers gamma-H2A.X persistant ont une aire superieure a 0,72 ± 0,11 µm² et qu’ils sont toujours colocalises avec 53BP1. Plus de 70% des cellules exposees a 5 Gy ont au moins un foyer persistant 24 heures apres l'exposition. De plus, ces foyers persistants sont observables au moins jusqu'a 7 jours apres l’irradiation. Une association spatiale significative entre les CN-PML et les foyers gamma-H2A.X a ete observee a partir de 10 minutes apres l'exposition et 24 heures apres l’exposition, environ 90% des foyers persistants sont associes a un CN-PML. De plus, la presence de foyers persistants ne bloque pas definitivement la proliferation des cellules. Cependant, la frequence des foyers persistants est plus faible dans les cellules filles que dans les cellules irradiees, probablement en raison d'une certaine proportion de distribution asymetrique des foyers persistants entre les cellules filles. Nous avons egalement mesure une correlation positive entre la presence d'un foyer persistant et la probabilite de mauvaise segregation de l'ADN par l'observation de phenomenes de catastrophes mitotiques. Il semble donc que la structure formee apres le passage d'un foyer persistant a travers les phases S et G2 soit susceptible d’empecher la separation correcte des chromatides sœurs du chromosome affecte. Nous suggerons donc que la nature des foyers persistants n’est pas la meme avant et apres la premiere division cellulaire due a une resolution anormale de l'anaphase. Ces assemblages chromosomiques atypiques resultants d’anaphases anormales pourraient etre letaux pour la cellule ou entrainer un desequilibre du dosage genique et une instabilite genomique accrue pouvant conduire a une mosaique de phenotypes cellulaires.