La radiobiologie

Importance des dommages radioinduits dans le noyau - Effet du cycle cellulaire

Les dommages causés par les radiations ionisantes dans le noyau cellulaire sont 100 à 1000 fois plus efficaces pour provoquer la mort cellulaire que les dommages créés dans les membranes ou dans le cytoplasme. Cette affirmation était déjà soutenue par Claudius Regaud en 1908. Plusieurs arguments scientifiques et expériences soutiennent ce principe. En particulier, le marquage radioactif des composants du noyau (ex : ADN) ou des membranes (lipides) par des radioinucléides dont les particules émises sont peu énergétiques et parcourent donc peu de distance dans la matière, a permis l’irradiation sélective du noyau ou des membranes. Ces faits ne signifient pas que les recherches sur les dommages des organites différents du noyau  soient inutiles mais plutôt que la contribution relative des dommages de l’ADN en ce qui concerne la létalité cellulaire est bien plus grande. Les mécanismes de transformation cellulaire, d’inflammation, de cicatrisation ou les syndromes de lyse tumorale sont par contre mieux compris grâce à une meilleure connaissance des phénomènes extra-nucléaires, extra-cellulaires  ou du micro-environnement.

Un grand nombre de radiobiologistes ont focalisé leurs efforts sur l'étude des lésions radioinduites de l'ADN. Cependant, suivant la phase du cycle et/ou les conditions expérimentales, l'ADN se présente sous différents états de compaction comme la double hélice (ADN), chromatine (ADN et histones) ou les chromosomes. L'effet des radiations (nombre, nature et fidélité de réparation des lésions) dépendra donc du rôle protecteur de l'ADN et de son accessibilité aux protéines de réparation. Par exemple, quand la chromatine est sous forme de chromosome (phase de mitose), le degré de compaction est maximal est une irradiation produit peut de dommages (ex : 20 cassures double-brin (CDB) par Gy sur des cellules humaines). A l’inverse, la phase de synthèse est la plus relâchée et 80 CDB sont produites par Gy. Toutefois, la phase de synthèse est la phase la plus radiorésistante du cycle cellulaire car, en dépit d’un plus grand nombre de CDB produites par Gy, cette phase se caractérise par un plus grand nombre de protéines de réparation activées du fait des cassures naturelles desfourches de réplication, ce qui limite donc les conséquences biologiques de CDB non réparées. Cette même phase de synthèse est aussi plus chimiosensible : par sa plus grande accessibilité, un plus grand nombre de dommages chimio-induits sont observés mais les protéines activées ne sont pas essentiellement des acteurs de réparation des dommages chimio-induits. Ces remarques peuvent expliquer parfois l’intérêt en clinique de combiner la radiothérapie et la chimiothérapie.