Convention AVN - 2015-2016

CONVENTIONAVN2015‐2016
dirigéeparlesPrsBernardCORVILAINetSergeGOLDMAN
Directeursduprojet:
ProfesseurBernardCORVILAIN,Chefdeserviced’Endocrinologieàl’HôpitalErasme
ProfesseurSergeGOLDMAN,ChefdeservicedeMédecineNucléaireàl’HôpitalErasme
Groupehospitalierderechercheformépar:
‐ DocteurDominiqueEGRISE,DocteurenSciencesenMédecinenucléaireàl’HôpitalErasme
‐ DocteurFélicieSHERER,ChercheurauCMMIàl’ULB
‐ DocteurAglaiaKYRILLI,RésidenteenEndocrinologieàl’HôpitalErasme
‐ DocteurChirazGHADDHAB,RésidenteenPédiatrieàl’IRIBHM
‐ DocteurVincentDETOURS,DocteurenNeurosciencesàl’IRIBHM
‐ DocteurFrançoiseMIOT,DocteurenScienceschimiquesàl’IRIBHM
Budget: 
130000€(65000€paranpendantdeuxans)
Titreetrésuméduprojet:
Radiosensibilitécellulaire,imageriedutraficcellulaireetrisqueindividueldepathologiesradio‐
induites
Lecontextedelarecherche:
Cetterecherche,menéedanslacontinuitédestravauxdéjàentamésprécédemmentdanslecadre
dufinancementdelaConventionAVN,estdestinéeàmieuxconnaîtrelescaractéristiques
spécifiquesdelacellulethyroïdiennequidéterminentsaradiosensibilité.
Pourrappel,l’inductiondecancersthyroïdiens,enparticulierchezlesenfants,estlaconséquencela
plusmanifestesurleplandelasantépubliqued’uneexpositionauxdiversesespècesisotopiquesqui
sontlarguéesdansl’environnementlorsd’unincidentnucléairemajeur.Laglandethyroïdeest
caractériséeparuneincorporationintensived’iodedestinéàlaproductiondeshormones
thyroïdiennesetlesisotopesradioactifsdel’iodeincorporéssontlacausedel’irradiationdela
glandelorsd’uneexpositionàcesisotopes.

Notrecontribution:
Lesétudesmenéesdansnotregroupederechercheportentsurl’impactdel’expositioncontinuede
laglandeàdesradicauxlibres,facteursd’oxydationdel’ADNquisontlesagentsintermédiairespar
lesquelsl’irradiationexercesonactionmutagèneetdonccancérigène.Lemétabolismeparticulierde
laglandethyroïde,nécessaireàl’organificationdel’iodeenvuedesonintégrationdanslespro‐
hormonesthyroïdiennes,comporteeneffetl’interventiond’espècesmoléculairesoxydantesvis‐à‐vis
desquelsuneprotectionestassuréeenpermanencepourmaintenirl’intégritédumatériel
génétique.
Nosrecherchescomparentlesmodificationsd’expressiongéniqueinduitesparl’expositionde
cellulesthyroïdiennes,etdecellulesd’autresnatures,àdesradiationsionisantesd’unepartetàdes
agentsoxydantsd’autrepart.
Lesrecherchesmenéesdanslecadredel’utilisationdesradio‐isotopespourlemarquagedecellules
destinéesàl’imageriedediversprocessuspathophysiologiquesouthérapeutiquesseront
poursuivies.Cesrecherchessontmenéesdanslecadred’unecollaborationentrel’Unité
TEP/Cyclotronbiomédicaldel’HôpitalErasmeetleCMMI,uncentred’imagerieprécliniqueinstallé
surlecampusULBdeGosselies.
Nosprécédentstravauxnousontdéjàpermisdetesterdiversmodesdemarquagecellulaire,parmi
lesquelsceluifaisantappelàunagentsdemarquagepermettantlafixationdutraceursdefaçon
covalentesurlesmembranescellulairess’estmontréparticulièrementefficient(Lacroix,S.,Egrise,
D.,VanSimaeys,G.,Doumont,G.,Monclus,M.,Sherer,F.,Herbaux,T.,Leroy,D.,andGoldman,S.
(2013).[(18)F]‐FBEM,atracertargetingcell‐surfaceproteinthiolsforcelltraffickingimaging.
ContrastMediaMolImaging8,409–416).Cemarqueur,ainsiqued’autresagentsdemarquage
cellulaire,sontexploitésaujourd’huidansdiversesétudesquenouscomptonspoursuivre.
Parmicesétudes,nousmettonsactuellementl’accentsurdesrecherchesdestinéesàmettreau
pointuneméthodologied’imageriedesprocessuspathologiquesquientrentsuccessivementenjeu
danslafibrosepulmonaire,uneaffectionauxconséquencesaussidévastatricesquelecanceretpour
laquellenousnedisposonspasaujourd’huidebiomarqueursefficaces,enparticulierpourtesterles
médicamentsquiluisontdestinés.
NosméthodesdemarquagecellulairepermettentégalementauCMMIderépondreàunedemande
croissantedelaboratoirespartenairesimpliquésdansledéveloppementd’agentscellulaires
thérapeutiques,enparticulierpourlarégénérescencedetissusaussivariésquel’os,lefoie,oule
musclecardiaque.Cesmarquagescellulairespermettentégalementdesuivreinvivol’intervention
decellulesimpliquéesdansdesprocessusimmunitairesetinflammatoires.

Résumédesrecherchesde2012à2014
H2O2producedinlargequantitiesinthethyroidhasbeensuspectedtoplayaroleinthe
pathogenesisofnodulesandthyroidcancer.Invitro,physiologicalamountofH2O2areabletocause
similarDNAdamagecomparedwithirradiationandeveninduceRET/PTCrearrangementsfoundin
thevastmajorityofradiation‐inducedthyroidcancers.
DNAdamageinducedbyH2O2hasbeenevaluatedandcomparedtothoseproducedbyirradiation
inathyroidmodelconstitutedbythyrocytesinprimaryculture.WefirstobservedDNAdamage
obtainedaftera1Gyradiationwascomparabletothoseinducedby0.2mMH2O2intermsof
doublestrandbreaksmeasuredbyphosphorylationofhistoneH2AX.Toobtainthesamelevelsof
DNAdamagelowerconcentrationsofH2O2wereneededinothercelllineslikeF208fibroblasts,
immortalizedhumanthyrocyteline,XCGD,andtill10timeslessinT‐cells.Geneexpressionstudy
showedthatT‐cellsandthyrocytesrespondedsimilarlytoirradiationbyanup‐regulationof
apoptosisandDNArepairgenes.Onthecontrary,H2O2treatmentprovokedatotallydifferent
transcriptionalresponseinT‐cellsandinthyrocytes;1000timesmoregenessawtheirexpression
modulatedinT‐cellsthaninthyrocytes.
TheseresultsweresupportedbythefactthatkineticofDNArepairweretotallycomparableafter
irradiationinthetwocelltypesandintheothercellstested;totalrepairwasobservedafter2hours.
TheexpressionofafewgeneswasexclusivelymodulatedbyH2O2inthyrocytes.Amongthemgenes
involvedinthedefenceagainstoxidativestresswereup‐regulatedsuchashemeoxygenase1(OH‐1),
Glutathioneperoxidase2(GPx2),theGPx5,thioredoxinreductase1,Glutamate‐cysteineligase.
GPXenzymeactivitywasincreasedinthyrocytesonehourafterexposuretoH2O2andnotto
irradiation.NoGPXactivitycouldbedetectedinT‐cells.TheactivationofGPXactivitybyH2O2was
specificofthyrocytesinprimaryculturesinceitwasnotobservedindifferentcelllinestested.HO‐1
expressionmeasuredbyRTPCRwasup‐regulatedbyH2O2inthyrocytes4to8hoursafter
treatment,wasnotchangedinT‐cellsandwasincreasedbuttoalesserextentintheothercelllines
comparedtothyrocytes.IrradiationneverchangedtheexpressionofOH‐1.
DNArepairkineticsrevealedthatwhileallcelltypestestedrepairedquickly(within2hours)DNA
damageinducedbyirradiation,DNAdamageinducedbyH2O2wasrepairedmoreslowly(within8
hours)inalltestedcellsexceptinT‐cellswherenorepairoccurred.
WehavealsodemonstratedthatafirstexposureofthyrocytestoH2O2mayweaktherepairprocess
ofthecellafterirradiationorasecondH2O2exposure.Inthesameexperiment,afirstexposureto
irradiationdidnotslowdownDNArepairafterH2O2orasecondirradiation.Thisobservation
stronglysuggestsaninhibitionoftheDNArepairmachineryunderH2O2stress.
AlongthisstudywehavecomparedanddeterminedadifferentresponseofthyrocytestoH2O2and
ɣ‐irradiation.Asweknowthatthemainidentifiedriskfactorofthyroidcancerisatherapeuticɣ‐
irradiationoranaccidentalβ‐irradiationduetoI131exposure,wehavemeasuredandcomparedin
ourinvitroexperimentalmodelofthyrocytesinprimaryculturetheeffectof1to10GyCs137andI131
irradiation.Thelevelsanddegreeofdamagesaredifferent.Lessglobaldamagewasobservedwith
I131buttherelativeproportionofseveredamagewashigher.

Thiswasdemonstratedbythecometassaythatrecordedmorestage5(highdegreeofdamage).
ExperimentalimplementationsarecurrentlyongoingtomeasureandcharacterizethetypeofDNA
damageinducedbyI131.
Inconclusionofthisannualreportwehavedeterminedthatwhilecellsrespondsimilarlytoɣ‐
irradiation,thyrocytesareespeciallywellequippedtoprotectthemagainstH2O2bydeveloping
efficientdefences.
TheoverallresultssupportourhypothesisthatH2O2isamutagen,whichcancausethyroidtumors
especiallyincaseofdeficiencyinprotectionsystems.
Assessmentofcelltraffickingisofgreatimportancefortheevaluationofcell‐basedtherapies.Inthe
contextoftranslationalmedicine,radioactivemethods,
inparticularpositronemissiontomography(PET),offerthebestsensitivityforthedetectionof
wholebodycelldistribution.
Mostofourworkin2013wasdedicatedtothevalidationof[18F]‐4‐fluorobenzamido‐N‐ethylamino‐
maleimide(FBEM)asaneffectivetoolforcelllabellingandinvivocelltrafficking.
Incontrasttocommonlyusedlabellingagents,[18F]‐FBEMformsacovalentbondwiththiolsgroups
presentonthecellssurfaces.WehaveshownthatcovalenttetheringofthePETprobetothecellcan
provideastablelabellingthatdoesnotrequireanyactivetransportsystemorspecificreceptortobe
presentanddoesnotseemtoaffectcellviability.(S.Lacroixetal,ContrastMedia&Molecular
Imaging2013,8409‐416).
Theefficiencyofthelabellingwith[18F]‐FBEMwastestedindifferentcelltypesamongthem
leukocytes,neutrophils,trypanosomas.
[18F]‐FBEM‐labelledleukocytesPET‐CTenabledustomonitorleukocyterecruitmentinamouse
modelofpulmonaryfibrosis.(B.Bondue,F.ShereretalPET‐CTwith[18F]‐FDGand[18F]‐FBEM‐
labelledleukocytesformetabolicactivityandleukocyterecruitmentmonitoringinamousemodelof
pulmonaryfibrosis.inpreparation).
[18F]‐FBEMlabellingoftrypanosomahasallowedobservingtheirbiodistributioninmiceduringthe
fewhoursfollowingcontamination.
Sincetheshorthalf‐lifeof[18F](110min)allowscellstobetrackedforafewhoursonly,we
performedpreliminaryexperimentstolabelcellswith[89Zr]thathasahalf‐lifeof3,3days.The
labellingwasperformedusingp‐isothiocyanatobenzyl‐desferrioxamineB(Df‐Bz)asachelate.The
firstresultsindicateagoodlabellingefficiencybutanegativeeffectofthelabellingonthecell
viability.
Infutureexperimentsweplantomodulateredoxstatusandothermetabolicpathways(ROS
generation,apoptosis)beforeand/orduringthelabellingprocess,aimingatanimprovementthecell
viability.