Biologie intégrative des effets de très faibles doses de rayonnements ionisants dans les kératinocytes de l'épiderme humain – ANR-05-SEST-0026

Nous nous intéressons aux effets d’une exposition à faible dose de rayonnements ionisants sur la santé des populations et des travailleurs. Pour les populations, il s’agit notamment des personnes habitant en zones de forte irradiation naturelle ou autour des centrales nucléaires. Pour les travailleurs, les personnels médicaux et navigants ainsi que les travailleurs du nucléaire sont particulièrement concernés. Dans ce projet, nous proposons de caractériser la radiosensibilité des kératinocytes de l’épiderme humain aux très faibles doses de rayonnements ionisants par les outils de la biologie intégrative. Dans un premier axe appliqué au développement de nouveaux marqueurs d’exposition, nous utiliserons la génomique fonctionnelle pour mettre au point de nouveaux outils de détection des expositions à faible doses dans les kératinocytes différenciés. Ces cellules, situées dans les couches superficielles de l’épiderme, peuvent être prélevées pour des applications bio-dosimétriques. Des puces dédiées (Radchip faibles doses et Radchip 2 Gy) seront créées en utilisant les banques de données acquises dans nos expériences précédentes. Elles seront testées in vitro sur des lignées de kératinocytes normaux issus de personnes différentes et in vivo sur des kératinocytes de cheveux. Dans un second axe de recherche, les mécanismes de la réponse cellulaire aux très faibles doses seront étudiés, et en particulier pour les deux cellules cibles majeures de l’irradiation que sont les kératinocytes proliférants et souches de la couche basale de l’épiderme. Nous utiliserons pour cela des approches complémentaires de biologie cellulaire, de cytogénétique, de génomique fonctionnelle et de protéomique fonctionnelle afin de caractériser : la radiosensibilité, l’état des télomères et l’activité télomérase, le transcriptome après exposition à 10 mGy et 2 Gy (puces à ADN), les activités de réparation par la protéomique fonctionnelle (puce réparation). Dans cet axe de recherche, nous testerons les hypothèses suivantes concernant la radiosensibilité : les cellules souches seraient radiorésistantes, grâce notamment à un potentiel de détoxification et de réparation performants. Ces cellules souches seraient donc les cellules mémoire responsables des effets à long terme de l’irradiation (carcinomes). Les autres cellules de la couche basale, les kératinocytes proliférants, seraient radiosensibles et responsables des effets précoces de l’irradiation (mort cellulaire). Concernant les effets des très faibles doses, nous avons précédemment démontré par la génomique fonctionnelle qu’une dose de 10 mGy induit dans les kératinocytes différenciés une réponse génique spécifique. Dans ce projet, nous caractériserons la réponse transcriptionnelle des cellules AT et souches. Nous établirons le réseau génétique contrôlé par le facteur de transcription GATA-3, pour lequel nos résultats préalables permettent de proposer un rôle de chef d’orchestre dans la réponse épidermique aux très faibles doses. Par ailleurs, en protéomique fonctionnelle, nous testerons l’hypothèse proposée dans la littérature selon laquelle les très faibles doses ne provoqueraient pas d’induction des systèmes de réparation (doses inférieures à 20 mGy). Une exposition à des niveaux supérieurs à 20 mGy (faibles doses) serait nécessaire à l’induction de cette activité.