Capacité de réparation de l`ADN

Capacité de réparation de l’ADN
Et seconds cancers?
Nadia Haddy
INSERM 1018 Equipe 3: Epidémiologie des radiations
Systèmes de Réparation de l’ADN
Rôle majeur dans la prévention de la cancérogenèse (maintien intégrité des cellules)
Principaux dommages de l’ADN
Principaux dommages radio-induits de l’ADN et spécificité
Rayonnements ionisants
Cassures double brin
(une des plus graves atteintes que
peut subir l’ADN génomique)
Joubert & Foray. Cancer Radiotherapie 2007
Sensibilité aux Rayonnements Ionisants (1)
Variable selon les individus : 10-20% des patients traités par radiothérapie
ont une réponse plus forte au niveau des tissus sains qu’attendu
Spécificité des enfants traités pour un cancer
Beaucoup plus sensibles au risque de développer des évènements
iatrogènes que les adultes car :
•Ayant déjà eu un cancer, ils sont plus susceptibles que la
population générale d’être porteurs de gènes de susceptibilité au
cancer
•Généralement plus sensibles aux cancérogènes que les adultes
•Plus radiosensibles que les adultes. Ce phénomène
particulièrement important pour certains cancers radio-induits
comme le cancer de la thyroïde ou du sein, n’est pas totalement
expliqué
•En cas de radiothérapie, une part plus importante de leur corps, et
notamment de leurs organes sains, se trouve dans les champs de
radiothérapie et reçoit des doses élevées de radiations
Estimation des doses de RI reçues par un
enfant de 1an
1.22 Gy
0.1 Gy
*
25 Gy pour un
néphroblastome
0.29
Gy
25GY
0.13
Gy
*
0.07
Gy
Sensibilité aux Rayonnements Ionisants (2)
Les cassures double brin de l’ADN et leur réparation sont un
indicateur majeur de la réponse cellulaire à l’irradiation
•Peu de travaux épidémiologiques, effectifs faibles
Tests de mesure de la capacité de réparation adaptés
pour détecter des cassures double brin
•Electrophorèse en champ pulsé (pour des fortes doses de radiation)
•Phosphorylation de l’histone H2AX
Phosphorylation de la Protéine H2AX
Réponse précoce et quantitative aux cassures double brin
Test développé pour mesurer la forme phosphorylée
(γ
γ-H2AX) par immunofluorescence
5Gy
• Sensibilité très élevée
(cassures double brin détectées après
irradiation des cellules in vitro à des
doses faibles)
• Très bonne reproductibilité
Hypothèse
Une capacité réduite de réparation de l’ADN est-elle associée à
une augmentation du risque de second cancer après un cancer
dans l’enfance?
Cohorte
Euro2K
3750 patients traités avant 1986 pour un cancer avant 16 ans
•5 centres anticancéreux (IGR: 80%, Curie: 10%)
•Information sur les traitements reçus :
Chimiothérapie : doses, dates, modes d’administration
RX : doses reçues à 188 points du corps
Etude castémoins
Cas: patients ayant développé un 2nd cancer (n=250)
Témoins: patients sans 2nd cancer (n=500)
Appariement cas-témoins: sexe, âge au 1er cancer,
type de 1er cancer, durée du suivi
Prélèvement sanguin
(sujets survivants en 2009)
• Consentement de participation
• Prélèvement sanguin
• Etablissement de lignées
lymphoblastoïdes
Plan Expérimental
5Gy
Caractéristiques de la population d’étude
Cas
(n=94)
Témoins
(n=94)
Sexe féminin*
56%
56%
Type de 1er cancer *
- Lymphome
- Sarcomes
- Néphroblastome
29%
25%
18%
29%
25%
18%
Age moyen au diagnostic du 1er cancer *
7 ans
7 ans
Radiothérapie + chimiothérapie
72%
51%
Dose d’irradiation moyenne à la moelle épinière
6,5 Gy
5,7Gy
Dose d’irradiation moyenne au thymus
8,5 Gy
7,1Gy
20 ans (2-49)
-
Intervalle médian entre le 1er et le 2nd cancer
* Facteur d’appariement
Distribution de γH2AX avant irradiation des cellules
(94 cas / 94 témoins)
Intensité moyenne de γH2AX
Cas: 9.1 (95%CI: 8.5-9.7)
Témoins: 6.4 (95%CI: 6.0-6.8)
P<0.001
Utilisation de la valeur relative
γH2AX (après IR) - γH2AX (base)
Intensité γH2AX en fonction de la dose d’IR
et du temps
35
30
H2AX intensity
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
Time after IR (h)
1 Gy
2 Gy
5 Gy
25
Intensité γH2AX selon la dose d’irradiation
20
18
Cas
2Gy
16
Témoins p
H2AX intensity
14
12
1h
17,7
12,9
<0.001
3h
13,8
10,2
<0.001
5h
8,3
6,3
<0.001
24h
3,0
1,9
<0.001
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
Repair tim e (hours)
Cases
Controls
40
Cas
35
5Gy
H2AX intensity
30
25
Témoins p
1h
36,3
27,7
<0.001
3h
27,7
21,3
<0.001
5h
16,1
12,4
<0.001
24h
6,1
4,1
<0.001
20
15
10
5
0
1
2
3
Repair tim e (hours)
Cases
Controls
4
Intensité γH2AX selon le type de 1er cancer - Dose IR 2Gy
50
50
Lymphoma (2 Gy)
45
40
40
H2AX intensity
35
30
25
20
15
10
35
30
25
20
15
10
5
5
0
1
3
5
0
24
1
Repair time (hours)
Cases
Controls
3
50
Nephroblastoma (2 Gy)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
3
5
Repair tim e (hours)
Cases
5
Repair time (hours)
Cases
H2AX intensity
H 2 A X inte ns ity
Sarcomas (2 Gy)
45
Controls
24
Controls
24
Modèle linéaire
mesures répétées (1)
Dependent Variables
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Irradiation treatment
2Gy
2Gy
2Gy
2Gy
5Gy
5Gy
5Gy
5Gy
Time of measurement
1h
3h
5h
24
1h
3h
5h
24
The model tested was: Y1-Y8 = casei + xj + ε
casei = [0; 1] ; Xj= adjustment variables
Modèle linéaire
mesures répétées (2)
LS-means in
cases
LS-means
controls
Y1 (2Gy, 1h)
17.4
12.6
Y2 (2Gy, 3h)
13.5
10.0
Y3 (2Gy, 5h)
8.1
6.1
Y4 (2Gy, 24h)
2.8
1.8
Y5 (2Gy, 1h)
35.8
27.2
Y6 (2Gy, 3h)
27.5
21.0
Y7 (2Gy, 5h)
15.7
12.0
Y8 (2Gy, 24h)
5.8
3.9
Dependent
Variables
Régression logistique
OR (95%CI)
Cases,
Controls,
n (%)
n (%)
< 12.5
15 (16)
47 (50)
Ref
>= 12.5
79 (84)
47 (50)
4.6 (1.7-12.8)
< 26.9
18 (19)
47 (50)
ref
>= 26.9
76 (81)
47 (50)
3.0 (1.3-7.0)
p
Y1: γH2AX (2Gy, 1h)
<0.001
Y5: γH2AX (5Gy, 1h)
0.01
Perspectives
γH2AX - Modèles statistiques plus complexes
•Cinétique de réparation de l’ADN
•Traitements reçus pour le 1er cancer
Autres protéines des voies de signalisation et de réparation
•Etude pilote (2 séries de 5 cas et témoins appariés),
•Analyse sur la plateforme de puces protéiques de l’Institut Curie
Variants génétiques de l’ADN constitutionnel
•Genes candidats
•GWAs
•Sequençage
Augmentation du nombre de cas de second cancer
Collection d’ADN salivaire
Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs)
•
•
•
•
Variation la plus fréquente (90%)
10 million SNPs
1/12,000bp
MAF >5% dans la population générale
Liste établie de 300 gènes de réparation (Gene Ontology) en
collaboration avec A. Sarasin
• 1700 SNPs identifiés
Cinétique de la réparation des CDB: Biphasique
A.A. Goodarzi et al. / DNA Repair 9 (2010) 1273–1282
Protéines impliquées dans les 2 phases de
réparation
Collaborations
• INSERM U946
- Simone Benhamou
• Institut Gustave Roussy, Villejuif
- Serge Koscielny, Biostatistique et Epidémiologie
- Odile Oberlin, Laurence Brugières, Pédiatrie
• Institut Curie-Recherche, Orsay
- Janet Hall, Dietrich Averbeck, Laurence Tartier, Laurence Vaslin, U612
• Institut Curie, Paris
- Hélène Pacquement, Jean Michon, Pédiatrie
• Centre Claudius Regaud, Toulouse
- Martine Sauvage, Oncologie
• Institut Jean Godinot, Reims
- Tan Dat Nguyen, Radiothérapie
• Centre Antoine Lacassagne, Nice
Pierre-Yves Bondiau, Radiothérapie
Financements
EDF, LNCC, Fondation de France et PHRC