Study of bystander signals emitted by cartilage 3D culture cells after irradiation in vitro with X-rays and Carbon ions

Etude des signaux bystander émis par des cellules de cartilage cultivées en 3D et irradiées in vitro dans un contexte de radiothérapie conventionnelle et d'Hadronthérapie

Charlotte Lepleux (1)

1 CIMAP - UMR 6252 - Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique

In conventional radiotherapy (X-ray) or unconventional radiotherapy (Hadrontherapy), the impact of irradiation on healthy tissue raises essential questions of radiobiology, these healthy tissues being in the path of the beam during the treatment of a patient. tumor. Among these questions, what is the impact of the radio-induced Bystander effect? This mechanism involves stress signals still poorly identified, emitted by one or more irradiated cells to adjacent or very close non-irradiated cells, which can produce biological effects close to those obtained in the irradiated zone.To study this phenomenon, we used various molecular biology techniques including: clonogenic assay to study the survival fraction of cells after treatment, two-dimensional electrophoresis allowing the analysis of the cellular proteome, conditioned medium analysis for identify Bystander signals emitted by irradiated cells and proteomembrane experiments aimed at studying cells in a mix. In parallel with these study techniques, we have developed a 3D cell culture model via the use of "pellets" (cell aggregates).Our results showed a decrease in the survival of bystander cells after transfer of medium from irradiated cells, the potential involvement of some cytokines in bystander signaling as well as several candidate proteins that may partly explain the bystander response.

Lors d’une radiothérapie conventionnelle (Rayons X) ou non-conventionnelle (Hadronthérapie), l’impact des irradiations sur les tissus sains pose des questions essentielles de radiobiologie, ces tissus sains se trouvant sur le trajet du faisceau lors du traitement d’une tumeur. Parmi ces questions, quel est l’impact de l’effet Bystander radio-induit ? Ce mécanisme fait intervenir des signaux de stress encore mal identifiés, émis par une ou plusieurs cellules irradiées vers les cellules non irradiées adjacentes ou très proches, pouvant produire des effets biologiques proches de ceux obtenus dans la zone irradiée.Afin d’étudier ce phénomène, nous avons utilisé différentes techniques de biologie moléculaire dont : des tests de clonogénicité permettant d’étudier la survie des cellules après un traitement, des électrophorèses bidimensionnelles permettant l’analyse du protéome cellulaire, des analyses de milieux conditionnés permettant d’identifier les signaux Bystander émis par les cellules irradiées et des expériences de protéo-génomique visant à étudier des cellules en mélange. En parallèle de ces techniques d’étude, nous avons développé un modèle de culture de cellules en 3D via l’utilisation de « pellets » (agrégats cellulaires).Nos résultats ont montré une diminution de la survie des cellules bystander après transfert de milieu provenant de cellules irradiées, l'implication potentiel de certaines cytokines dans la signalisation bystander ainsi que plusieurs protéines candidates pouvant expliquer en partie la réponse bystander.

Mots clés: Chondrosarcoma; Hadrontherapy

Mots clés: Bystander

Domaines: Biologie cellulaire

Charlotte Lepleux. Etude des signaux bystander émis par des cellules de cartilage cultivées en 3D et irradiées in vitro dans un contexte de radiothérapie conventionnelle et d'Hadronthérapie. Biologie cellulaire. Normandie Université, 2018. Français. ⟨NNT : 2018NORMC289⟩. ⟨tel-02293058⟩