SharePoint
Aide
Faire avancer la sûreté nucléaire

La Recherchev2

Publications

Étude des mécanismes d'action du Strontium 90 sur le système immunitaire à la suite d'une contamination chronique


Fermer

Authentification

Email :

Mot de passe :

​Stefania Musilli a soutenu sa thèse le 30 mars 2016 à l'IRSN, à Fontenay-aux-Roses.

Type de document > *Mémoire/HDR/Thèse

Mots clés >

Unité de recherche > IRSN/PRP-HOM/SRBE/LRTOX

Auteurs > MUSILLI Stefania

Date de publication > 30/03/2016

Résumé

À la suite des accidents nucléaires (Tchernobyl 1986 ou Fukushima 2011), d’importantes quantités de radioéléments ont été rejetées dans l’environnement. Le Strontium 90 (90Sr) et le Cesium 137 (137Cs) font partie des rejets majoritaires lors de ces évènements. Du fait de leur longue demi-vie (29 ans pour le 90Sr et 30 ans pour le 137Cs), ces éléments sont des polluants persistants dans l’environnement. De plus, ils s’incorporent facilement dans les organismes vivants (plantes, animaux,..) et arrivent jusqu’à l’homme via la chaine alimentaire. Aujourd’hui encore, les populations des territoires contaminés ingèrent quotidiennement de faibles quantités de ces radioéléments.

Au cours de ce travail de thèse, un intérêt particulier a été porté sur le 90Sr. Celui-ci est un élément analogue du calcium (Ca) et s’incorpore principalement au niveau du squelette, surtout au niveau des os longs. Des études précédemment menées au laboratoire ont mis en évidence qu’après contamination chronique par du 90Sr dans l’eau de boisson à une concentration de 20 kBq.L-1, une diminution de la réponse vaccinale était observée chez des souris vaccinées contre la Toxine Tétanique (TT). Cette diminution se traduit par une diminution de la production d’anticorps spécifiques et une modification de la balance Th1/Th2. Une modification de la physiologie osseuse avait également été mise en évidence chez les souris contaminées qui présentaient une augmentation de la résorption de l’os (Synhaeve et al., 2014).
Ces observations ont permis d’aboutir à l’hypothèse selon laquelle au cours de sa désintégration dans l’os, l’énergie émise par le 90Sr pourrait avoir une action sur les cellules à proximité de la bordure osseuse, ces cellules pouvant être les progéniteurs hématopoïétiques (CSH), les cellules souche mésenchymateuses (CSM) ou encore les cellules de la bordure osseuse (les ostéoblastes). L’hypothèse d’action sur les CSM a été choisie, en effet celles-ci sont à la fois impliquées dans la physiologie osseuse par leur capacité à générer le tissu osseux mais ont également un rôle de support et de régulateurs lors de la différenciation des progéniteurs hématopoïétiques dans la moelle osseuse.

Afin d’étudier cette hypothèse, deux modèles ont été mis en place, un premier modèle in vitro et un deuxième modèle in vivo.

Dans le modèle in vitro, la lignée murine MS5 a été utilisée comme support. Celle-ci a largement été caractérisée et démontrée comme ayant la capacité de support dans la différenciation de progéniteurs hématopoïétiques in vitro (Issaad et al., 1993 ; Suzuki et al., 1992). Les MS5 ont été contaminées dans le milieu de culture sur des durées allant jusqu’à 7 jours afin de déterminer les mécanismes d’action induits par le 90Sr à deux concentrations, 1 et 10 kBq.mL-1. Les résultats obtenus ont mis en évidence qu’à ces concentrations, le 90Sr était capable d’induire des cassures double brin de l’ADN dès 30 minutes de contamination sans induction de stress oxydant et que la cellule était capable de réparer ces cassures. De plus, il a été observé une diminution de la prolifération cellulaire sans augmentation de la mortalité ainsi qu’une augmentation de la différenciation et de la senescence cellulaire en réponse à la contamination. Afin d’évaluer une altération de la fonctionnalité cellulaire, des expériences de cultures de progéniteurs hématopoïétiques en milieu conditionné ainsi que des expériences de LTC-IC ont été menées. Les résultats obtenus suggèrent une altération du profil de sécrétion des cellules sans modification des contacts cellulaires entre les progéniteurs hématopoïétiques et les MS5. Ce modèle a permis pour la première fois de mettre en évidence le mode d’action ainsi que des modifications fonctionnelles en réponse à une contamination à faible concentration de 90Sr permettant d’expliquer les résultats précédemment observés.

Le deuxième modèle in vivo, est un modèle d’effet dose, dans lequel des souris Balb/c ont été contaminées durant 24 semaines à des concentrations de 90Sr de 4, 20 et 100 kBq.L-1 dans l’eau de boisson. Cette expérience a permis d’une part de confirmer les résultats obtenus précédemment avec la concentration unique de 20 kBq.L-1 mais également d’aller plus loin dans la compréhension des mécanismes d’action du 90Sr in vivo. Les résultats obtenus au cours de cette expérimentation ont tout d’abord confirmé une modification de la résorption osseuse chez les animaux contaminés sans modification du profil hématopoïétique. Concernant les mécanismes d’action observés in vitro, une augmentation significative de l’expression de p21, marqueur de la senescence cellulaire ainsi que des enzymes du stress oxydant à la fois dans les cellules de la moelle osseuse et dans l’os cortical ont été observés. Il a également été mis en évidence une diminution de l’IL-6 dans l’os, laissant penser à une possible modification de la différenciation lymphocytaire B dans la moelle osseuse, ceci restant à confirmer. Ce modèle reste à être exploité pleinement afin de confirmer les mécanismes observés in vitro.

L’ensemble du travail réalisé au cours de cette thèse a permis de mieux comprendre les mécanismes d’action du 90Sr sur les cellules stromales médullaires qui sont au centre de la régulation immuno-hématopoïétique. De plus, ce travail a également permis de compléter les données déjà existantes sur le 90Sr et pourrait à terme, amener à l’amélioration de la radioprotection des populations vivant encore aujourd’hui sur les territoires contaminés.