Effets cellulaires des rayonnements ionisants sur les cellules hématopoïétiques immatures

Cellular effects of ionizing radiation on immature hemopoietic cells

• Auteur / Autrice : Alain Bruno
• Direction : Jean-Pierre Jaffrézou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Radiobiologie, cancérologie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 11
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Cosset
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Cosset, Jean-Pierre Marie, Pierre Verrelle, Guy Laurent, Thierry Levade
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Marie, Pierre Verrelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mort cellulaire

Cellules souches hématopoïétiques

Sphingomyeline phosphodiesterase

Granzymes

Hématopoïèse

Apoptose

Rayonnements ionisants -- Effets physiologiques

Médecine nucléaire

Résumé

A partir de lignées représentatives de la différenciation hématopoïétique, nous avons montré que les cellules hématopoïétiques immatures CD34+ sont moins sensibles que les cellules hématopoïétiques matures CD34- aux radiations. Dans les cellules CD34-, les radiations activent une mort par apoptose, en rapport avec la stimulation d'une sphingomyélinase neutre responsable de l'hydrolyse de la sphingomyéline nucléaire, et génération intranucléaire de céramide. Dans les cellules CD34+, les radiations n'entraînent aucune production de céramide et pas d'apoptose, et activent un processus de mort reproductive différée. Ces résultats suggèrent que la sphingomyélinase neutre nucléaire joue un rôle critique dans l'orientation de la réponse cellulaire aux rayonnements. Nous avons ensuite tenter de déterminer la nature des évènements régulant négativement la sphingomyélinase nucléaire dans les cellules CD34+, en envisageant l'implication d'évènements protéolytiques intranucléaires. Nous avons ainsi montré : la présence de granzyme B, une sérine protéase, dans le noyau des cellules CD34+; que les radiations augmentent l'expression de granzyme B dans le noyau et dans le cytoplasme des cellules CD34+; que la surexpression de granzyme 8 n'est pas responsable de l'absence de réponse apoptotique des cellules CD34+ aux radiations ; que la surexpression de granzyme 8 confère à ces cellules un fort potentiel cytotoxique vis-à­ vis de diverses cibles cellulaires d'origine myéloïde ou lymphoïde. Nos résultats suggèrent que les cellules CD34+ irradiées présentent un avantage de survie, et acquièrent une cytototoxicité vis-à-vis des cellules de l'environnement médullaire. Par contre, sur les lymphocytes T cytotoxiques, les radiations utilisées à des doses infratoxiques inhibent l'expression de granzyme 8, phénomène corrélé à l'effondrement de la fonction cytotoxique. Ces résultats suggèrent un effet immunosuppresseur des radiations lié à leur capacité de moduler l'expression de granzyme B.

Using cell lines representative of hemopoietic differentiation, we showed that immature hemopoietic CD34+ cells are less sensitive to ionizing radiation than mature CD34- cells. Ln immature cells, ionizing radiation activate apoptotic cell death related to neutra! sphingomyelinase stimulation responsible for nuclear sphingomyelin hydrolysis and nuclear ceramide generation. Ln CD34+ cells, ionizing radiation do not produce neither ceramide nor apoptosis, and activate delayed reproductive cell death (mitotic cell death). These results suggest that nuclear neutra! sphingomyelinase plays a pivotai role in the cellular response of ionizing radiation. Ln a second part, we tried to determine the mecanisms responsible for negative regulation of nuclear sphingomyelinase in CD34+ cells. We first considered nuclear proteolytic events. Thus, we provided evidences for the presence of the serine-protease, Granzyme B, in the nucleus of CD34+ cells. We showed that ionizing radiation up-regulates Granzyme B expression both in the nucleus and the cytoplasm of these cells. This overexpression is not responsible for the lack of apoptotic response of CD34+ cells to ionizing radiation. Lnterestingly, we observed that Granzyme B overexpression confers a potent cytotoxic ability to these cells towards target cell lines of myeloid and lymphoid origin. Our results suggest that when irradiated, CD34+ cells acquire cytotoxic potential toward cells of the medullar environment. Conversely, in cytotoxic T lymphocytes, ionizing radiation triggers down-regulation of Granzyme B expression correlated with the loss of cytotoxic function. These results suggest immunosuppressor effects of ionizing radiation, related to their capacity to modulate Granzyme B expression.