Photomodifications de l'ADN par les lactones sesquiterpéniques : étude des mécanismes moléculaires conduisant aux photosensibilités chroniques cutanées

DNA photomodifications by sesquiterpene lactones : Studies of molecular mechanisms leading to chronic dermatitis photosensitivity

• Auteur / Autrice : Audrey Kost
• Direction : Valérie Berl-Bauder
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN -- Altération

Sesquiterpènes

Lactones

Photodermatoses

Eczéma

Mots clés libres

Photoréactivité

Photoadduits [2+2]

α-méthylène-γ-butyrolactone

Résumé

La dermatite actinite chronique (DAC) est une affection très invalidante se caractérisant par une sensibilité anormalement élevée de la peau au soleil, pouvant se traduire dans les cas graves de la maladie par une atteinte de l’ADN cutané. Si la plupart des patients présentent un long passé d’allergie de contact aux lactones sesquiterpéniques, aucun mécanisme moléculaire ne permet de relier l’exposition de la peau aux lactones et l’intolérance solaire constatée chez les patients atteints de DAC. Toutefois, une forte photoréactivité du groupement α-méthylène-γ-butyrolactone a été mise en évidence vis-à-vis de modèle de l’ADN, de type 2’-désoxythymidine, conduisant à des adduits cyclobutane [2+2] stables entre la liaison exométhylénique et la liaison C5-C6 de la thymidine. A ce stade, il était donc important de démontrer si une telle réactivité des lactones était envisageable vis-à-vis d’une imposante biomolécule telle que l’ADN. En ce sens, la synthèse de lactones modèles, α-méthylène-hexahydrobenzofuranone, a été réalisée avec succès. Les résultats obtenus en spectrométrie de masse (MALDI et LC-MS/MS) mettent en évidence et ce pour la première fois la capacité des lactones sesquiterpéniques à photoréagir avec des fragments d’ADN de type poly(dA-dT)24. Si la configuration exacte des adduits reste à être déterminée, ces études suggèrent la formation de deux types de photoadduits [2+2]-(thymidine-lactone), correspondant à des stabilités différentes au niveau du cyclobutane. L’aptitude des ces molécules à endommager photochimiquement l’ADN apparait comme un début d’explication quant à l’association existante entre l’allergie de contact et la dermatite actinite chronique.

Chronic actinic dermatitis (CAD), one of the most extreme form of photosensitivity, is highly associated to a heavy sensitization background to sesquiterpene lactones. Even if histological analysis suggest that endogenous chromophore such as DNA or RNA may be involved, the pathway from allergic contact dermatitis to chronic actinic dermatitis remains unknown. However, it has been shown that the -methylene--butyrolactone group, which is responsible for the sensitizing potential of sesquiterpene lactones, can also photoreact with thymidine to form several [2+2] photoadducts. The aim of this work was to study the photoreactivity of sesquiterpene lactones towards DNA fragments. A simple model of -methylene--butyrolactone with cis or trans ring junction have been synthesized. Irradiation of these lactones with a duplex ploy(dA-dT)24 was followed by MALDI mass spectroscopy, then after enzymatic digestion the nature of the photoadducts was determined by LC-MS/MS analysis. Mass spectroscopy results revealed the formation of several photoadducts [2+2]-thymidine-lactones corresponding to different stabilities at the cyclobutane ring. The -methylene--butyrolactone group, which is responsible for allergic contact dermatitis, could play also an important role in the chronic actinic dermatitis mechanism by its ability to photoreact with biomolecules.