Etude in vitro des mécanismes d'action impliqués dans la réponse cellulaire à une radioimmunothérapie à l'iode 125

In vitro study of mecanism involved in reponse to radioimmunotherapy with iodine 125

• Auteur / Autrice : Bérengère Piron
• Direction : Jean-Pierre Pouget
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques et biologiques pour la santé. Cancérologie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Montpellier I. Faculté de médecine (1896-2014)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéine p53 suppresseur de tumeur

Radioimmunothérapie

Radiobiologie

Cancérologie

Protéines p53

Radioimmunothérapie

Radiobiologie

Résumé

La radioimmunothérapie (RIT) consiste à associer la spécificité de ciblage d'un anticorps monoclonal à la forte toxicité d'un atome radioactif. Afin d'évaluer l'efficacité d'une RIT à l' 125 I, émetteur d'électrons Auger, les lignées cellulaires de carcinome colique HCT 116 p53 (+/+) et p53 (-/-) exprimant les récepteurs HER1 et CEA ont été exposées pendant 48h à des activités croissantes d'anticorps radiomarqué permettant d'obtenir une localisation finale de l'émetteur cytoplasmique (anticorps internalisant anti-HER1) ou membranaire (anticorps non-internalisant anti-CEA). L'évaluation rigoureuse de l'efficacité de cette RIT a nécessité de déterminer la dose d'irradiation moyenne délivrée au noyau par le formalisme du MIRD cellulaire. Nos résultats montrent qu'un taux de survie cellulaire similaire (40%) est observé pour les 2 localisations alors qu'une dose moyenne d'irradiation au noyau beaucoup plus faible (1,2 versus 42,9 Gy) est délivrée dans le cas de l'anticorps non-internalisant. Cette toxicité plus importante associée à une localisation membranaire de l'125I est observée quel que soit le statut p53. Ces résultats suggèrent que la membrane est une cible sensible aux forts dépôts d'énergie associés aux électrons Auger. Afin d'étudier l'origine de cette toxicité accrue, la formation des lésions au niveau de l'ADN en fonction de la dose délivrée au noyau a d'abord été évaluée. Les résultats montrent, qu'en dépit de doses d'irradiation au noyau très différentes, un niveau similaire de cassures de brins de l'ADN et de micronoyaux est observé quel que soit la localisation finale de l'125I, dans les deux lignées cellulaires. Rapportée au Gy, la formation des lésions est plus importante lorsque le débit de dose est plus faible. Nous avons aussi observé une accumulation de la protéïne p53 et une activation de la protéïne p21 dans la lignée HCT 116 p53 (+/+), accompagnée d'un arrêt du cycle cellulaire en G2/M et d'une induction d'apoptose. Ces données suggèrent que les lésions de l'ADN produites sont bien détectées par la cellule et que la mort par apoptose ne joue pas un rôle majeur dans la toxicité de l'125I au niveau membranaire. L'autophagie semble toutefois être impliquée dans la réponse à la RIT à l'125I et reste à déterminer dans de futurs travaux

Radioimmunotherapy (RIT) results from the combinaison between a monoclonal antibody (mAb) directed against tumor associated antigen and the strong toxicity of a radioactive isotope. In order to assess the efficiency of RIT based on 125I, an Auger electron emitter, carcinoma colic cell lines HCT 116 p53 (+/+) and p53 (-/-) expressing HER1 and CEA antigens were exposed to increasing activities of either internalizing 125I-mAbs (anti-HER1, cytoplasmic localization) or of non-internalizing 125I-mAbs (anti CEA, cell membrane localization). In order to truly compare efficiency of both 125I final localizations, mean nucleus irradiation dose was determined using MIRD cellular approach. Similar cell survival (40%) was observed while much lower irradiation doses were delivered to the nucleus (1,2 versus 42,9 Gy) using the non-internalizing mAb. The latter toxicity due to cell membrane 125I decays was observed whatever p53 status. These results suggest thet cell membrane is a sensitive target to 125I decays. In order to investigate the mechanisms involved, the level of DNA damage was measured. Although strongly different irradiation doses were delivered, we observed that levels in DNA breaks, together with micronuclei formation was similar for the two final localizations of 125I and for the two cell lines. Expressed as a function of delivered Gy, DNA damge yield was much higher for low dose-rate irradiation (membrane localization). We also observed p53 accumulation and subsequent p21 activation in HCT 116 p53 (+/+) cell line. Cell cycle arrest in G2/M and radio-induced apoptosis were also measured in the latter cell line. These data suggest that low level of radiation-induced DNA damage are properly detected by the cells and that apoptotic death is not involved in the toxicity of 125I at the cell membrane level. However, autophagy might be involved but further studies are required to assess its involvement in the observed biological effects