Dommages de l'ADN induits par le rayonnement UVA : mécanismes photochimiques et paramètres cutanés impliqués dans la formation des dimères cyclobutane de pyrimidine – DIMUVA

1-Contexte scientifique et objectifs du projet : - Par sa capacité à endommager la molécule d'ADN, la portion ultraviolette (UV) du rayonnement solaire est à l'origine des cancers de la peau. Ces dernières années, de nombreuses études ont montré le rôle important des radiations UVA (320-400 nm), les moins énergétiques mais les plus abondantes. En particulier, ces rayonnements ont été montrés comme étant mutagènes et tumorigènes. A l'inverse du rayonnement UVB pour lequel l'induction très majoritaire de produits de dimérisation des bases pyrimidiques est bien documentée, les effets génotoxiques des UVA étaient jusqu'à récemment mal identifiés. - Bien que la probabilité d'absorption des photons UVA par l'ADN soit très faible, ceux-ci peuvent induire des dommages dans le génome. Les phénomènes génotoxiques impliqués peuvent être indirects et déclenchés par des chromophores endogènes après excitation. Si l'hypothèse d'un rôle majeur des espèces oxydantes produites par de tels mécanismes photosensibilisés a été longtemps avancée, des résultats récents, en grande partie obtenus par les équipes 1 et 4 de ce projet, montrent que les dimères de pyrimidine de type cyclobutane (CPD), une des classes de photoproduits aussi induites par les UVB, sont plus fréquents que les lésions oxydatives. - Le mécanisme de formation des CPDs dans l'ADN par les radiations UVA reste à déterminer. Une voie fréquemment évoquée est un transfert d'énergie photosensibilisé à l'état triplet. Cependant, des études récentes de spectroscopie résolue en temps, menées notamment par l'équipe 2, n'ont pas détecté d'état triplet dans des hélices d'ADN. Par contre, le comportement collectif des bases pourrait donner lieu à des états excités de basse énergie rendant possibles des dommages directs en UVA. La modulation de cette réactivité dans le noyau des cellules ou dans la peau entière reste également à appréhender. - - 2-Description du projet, méthodologie : - Pour répondre à ce manque de données mécanistiques sur la formation des CPDs après expositions aux UVA, nous aborderons dans ce projet les questions suivantes : - - Cette photoréactivité est elle liée à un processus photosensibilisé ou due à un processus direct ? Dans ce dernier cas, quels sont les états excités impliqués ? - - Quels sont les caractéristiques de l'ADN qui influent sur la formation des CPDs en UVA (simple ou double-brin, séquence locale, etc.) ? - - La formation des CPD est elle prédominante sur celle des dommages oxydatifs dans tous les types de cellules cutanées ? - - La photochimie UVA de l'ADN est elle modulée dans la peau, et en particulier par les différents phototypes ? - Ces différents aspects seront abordés en utilisant des techniques de pointe et une grande diversité de types d'échantillons (oligonucléotides de synthèse, ADN isolé, cellules en culture, biopsies de peau). Les aspects photochimiques impliqueront des expériences résolues en temps (100 fs-100 ms), développées par l'équipe 2 spécifiquement pour l'étude de l'ADN. La quantification des photoproduits dans l'ADN se fera par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse, approche unique dans le domaine mise au point dans l'équipe 1. Pour les études cellulaires, des cultures primaires seront utilisées grâce à l'expertise développée par l'équipe 3. L'emploi de lignées sera ainsi évité notamment dans les études de mutagénèse qui seront faites dans l'équipe 4 de grande expérience en la matière. La validité des approches cutanées sera assurée par l'implication de dermatologistes de renom fortement impliqués en photoprotection et photocarcinogenèse. - - 3-Résultats attendus : - Un premier résultat attendu de ce travail est l'élucidation du mécanisme de formation des dimères cyclobutane après exposition au rayonnement UVA. Ces données permettront de mieux établir les effets génotoxiques du rayonnement UVA et la nécessité de s'en protéger. Une application possible de l'induction de CPDs par les UVA est l'util