Micro-irradiation ciblée par faisceau d’ions pour la radiobiologie in vitro et in vivo
François Vianna a soutenu sa thèse le 26 mars 2014 au Centre d'études nucléaires de Gradignan.
Les microfaisceaux d’ions ont, au cours de ces dernières décennies, montré leur efficacité dans l’étude des effets des rayonnements ionisants sur le vivant notamment concernant les effets des faibles doses ou l’étude de l’effet de proximité. Le CENBG dispose depuis 2003 d’un dispositif permettant la micro-irradiation ciblée d’échantillons biologiques vivants. Les applications des microfaisceaux dans ce domaine se sont récemment diversifiées et des études plus fines sur les mécanismes de réparation des dommages ADN radio-induits aux échelles cellulaire et multicellulaire sont devenues possibles via les évolutions en imagerie par fluorescence et en biologie cellulaire. Ces approches ont nécessité une évolution importante de l'instrumentation de la ligne de micro-irradiation du CENBG qui a été entièrement redessinée et reconstruite dans un souci d’optimisation d’apport de nouvelles fonctionnalités. Les objectifs de mes travaux ont été i) la mise en service du dispositif, ii) la caractérisation des performances du système, iii) la mise en place de protocoles pour l’irradiation ciblée à dose contrôlée aux échelles cellulaire et multicellulaire, in vitro et in vivo, et le suivi en ligne des conséquences précoces de cette irradiation, iv) la modélisation des irradiations afin d’interpréter les observables biologiques au regard des données physiques calculées.
Ces travaux ont permis i) de caractériser les performances du dispositif : une taille de faisceau d’environ 2 μm sur cible et une précision de tir de ± 2 μm, de développer des systèmes de détection d’ions pour un contrôle absolu de la dose délivrée, ii) d’induire des dommages ADN fortement localisés in vitro, et de visualiser en ligne le recrutement de protéines impliquées dans la réparation de ces dommages, iii) d’appliquer ces protocoles pour générer des dommages ADN in vivo au sein d’un organisme multicellulaire au stade embryonnaire, Caenorhabditis elegans.
Ces résultats ouvrent la voie vers des expériences plus fines sur la ligne de micro-irradiation ciblée du CENBG pour étudier les effets de l’interaction des rayonnements ionisants avec le vivant, aux échelles cellulaire et multicellulaire, in vitro et in vivo.