en fr Alpha particles microbeam irradiation: Reactive oxygen species impact in bystander effect. Irradiation par microfaisceau de particules alpha : Implication des espèces réactives de loxygène dans leffet de voisinage. Report as inadecuate




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1 LEEL - UMR 3299 - Laboratoire d-Etudes des Eléments Légers IRAMIS - Institut Rayonnement Matière de Saclay, NIMBE - Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l-Energie ex SIS2M 2 LGR - Laboratoire de Génétique de la Radiosensibilité

Abstract : Ionizing 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 -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.

Résumé : L-effet de voisinage radio-induit s-observe dans les cellules voisines de cellules irradiées mais non directement touchées par l-irradiation. A ce jour, les espèces réactives de l-oxygène EROs sont considérées 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 sont mises au point afin de cibler une fraction définie de cellules au niveau du noyau dans une culture cellulaire. Les irradiations sont pratiquées sur des cellules normales ostéoblastiques, à sous-confluence, nommées MC3T3-E1. L-observation directe de la génération d-EROs cellulaires et mitochondriales révèle que la réponse bystander est caractérisée par un stress cellulaire d-origine double et temporellement distinct. A court terme, la signalisation issue de la membrane induit une importante production d-EROs impliquée dans l-apparition de cassures double brin de l-ADN retardées. Les mitochondries produisant des EROs jusque 6 heures après l-irradiation semblent être impliquées dans un processus à long terme différent. L-étude indépendante de la réponse des cellules ciblées et voisines met en évidence un phénomène nouveau. L-effet de voisinage induit une réponse des cellules voisines mais est aussi impliqué dans une amplification de la réponse des cellules ciblées par l-irradiation. Ainsi toute cellule, irradiée ou non, peut recevoir ces signaux bystander et répondre. L-ensemble de cette étude mène à considérer les cultures cellulaires comme des réseaux complexes de communication; leurs réponses à l-irradiation indiquent une relation mêlée entre signaux relatifs à l-irradiation elle-même et réponse au voisinage. Cette complexité du phénomène d-effet de voisinage peut justifier que son incidence sur l-établissement de règles de radioprotection et sur la courbe linéaire sans seuil n-est pas encore clairement déterminée.

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Keywords : microbeam irradiation reactive oxygen species.

Mots-clés : Espèces réactives de l-oxygène Effet de voisinage Bystander effect Irradiation par microfaisceau Espèces réactives de l-oxygène.





Author: Maïté Hanot -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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