Laboratoire de radiotoxicologie et radiobiologie expérimentale (LRTOX)

Les études épidémiologiques conduites sur les expositions à de faibles doses de rayonnements ionisants sur des populations variées (travailleurs du nucléaire, populations vivant en territoires contaminés, survivants d’un cancer du sein ou d’un lymphome de Hodgkin) ont montré une hausse des maladies cardiovasculaires à long terme (insuffisance cardiaque, troubles du rythme et de la conductance, maladies de la circulation).

Cependant, les preuves biologiques restent rares pour conclure à une relation de cause à effet.
Dans ce contexte, l’objectif du LRTOX est de mieux comprendre la réponse du système cardiovasculaire à des expositions chroniques ou aiguës dans des gammes de doses faibles à modérées. Pour cela, nous utilisons des approches expérimentales pour l’étude des pathologies qui touchent les vaisseaux de grands et de petits calibres, mais également les atteintes cardiaques qui pourraient être la cause des symptômes répertoriés dans les études épidémiologiques.

Notre approche intégrative comprend des études fonctionnelles cardiaques sur des modèles murins (par échodoppler, ECG, suivi de diamètre aortique…) et des études de caractérisation tissulaires, cellulaire et moléculaire du cœur et des vaisseaux. 

L’étude des facteurs de risques d’expositions professionnelles en lien avec les activités nucléaires montrent que la principale cause de contamination inhérente à ces activités est l’inhalation de polluants particulaires dont le cerveau est une cible directe.

Actuellement, les études su LRTOX portent sur un contaminant émergent, le tungstène, qui pourrait être source d’exposition des travailleurs lors d’opération de démantèlement ou d’accidents. 

Notre approche intégrative comprend des études de caractérisation tissulaires, moléculaires du cerveau, des dosages ICP-MS, qui nous permettent d’évaluer à court et moyen terme les risques de co-exposition à différents stresseurs sur le cerveau.

Projet en cours :

• Projet SPRINT : étude des effets cérébraux d’une exposition chimique à l’inhalation de particules de tungstène seules ou associées à une exposition radiologique à de faibles doses de rayonnements gamma.

Des millions de scanners sont pratiqués chaque année dans le monde, y compris en pédiatrie, majoritairement pour l'exploration de la tête. La neuroradiologie interventionnelle joue également un rôle central dans le diagnostic de certaines pathologies chez l’enfant. Ces pratiques apportent un bénéfice considérable en termes de santé publique. Néanmoins, le risque lié à ces actes, nécessitant l’utilisation de rayons X, chez une population sensible avec une longue espérance de vie ne sont pas clairement établis. Dans ce contexte, le LRTOX mène des recherches sur les conséquences neurodéveloppementales de l’exposition cérébrale à des faibles doses de rayonnements ionisants.

Projet en cours :

• Projet SCANER : étude du risque d’effets indésirables des scanners pédiatriques sur le système nerveux central en développement et plus précisément l’effet d’une irradiation post-natale du volume cérébral complet ou de zones cérébrales spécifiques, à partir d’un modèle de souriceau. Les interactions du cerveau avec d’autres systèmes (immunitaire, microbien…) sont également considérées dans la description des effets cérébraux radio-induits observés. 

L’exposition aux rayonnements ionisants est un facteur de risque connu pour le cancer du côlon (deuxième cause de décès par cancer chez l’homme en France), mais les effets résultant d’expositions diagnostiques à faibles doses sont encore mal caractérisés.

Projet en cours : 

• Projet MICCA : Evaluer les risques de cancer du côlon lié aux expositions médicales en participant au développement d’un modèle intégré de réponse cellulaire et moléculaire aux faibles doses de radiations (modèle inductible murin de cancer du côlon et modèle d’organoïdes de côlon visant à récapituler in vitro la carcinogenèse du côlon après irradiation et suivre les mécanismes de prolifération et de différentiation des cellules intestinales).

L’exposition à de faibles doses de rayonnements ionisants déclenche une cascade d’événements moléculaires et cellulaires, aboutissant à des effets physiologiques mesurables. La description précise de la chaîne d’événements et de leurs interactions dans des modèles pertinents pour la radioprotection reste encore fragmentaire.

Projet en cours :

Le LRTOX étudie in vitro, au niveau cellulaire, les mécanismes mis en œuvre dans la régulation de la transcription et de la traduction, en réponse à une exposition à de faibles doses de rayonnements ionisants, ainsi que ceux impliqués dans la réparation de l’ADN. La modélisation de l’ensemble de ces données grâce à des méthodes de biologie des systèmes permettra de développer un modèle intégré de réponse aux faibles doses de rayonnements ionisants et pourra contribuer à l’élaboration de réseaux Adverse Outcome Pathway (AOP) pour la radioprotection

La biologie des systèmes est une discipline qui explore de grandes quantités de données à l'aide de divers algorithmes statistiques, mathématiques et d'intelligence artificielle ou de leurs combinaisons. Dans cet axe, nous utilisons différentes approches en fonction des ensembles de données et des questions scientifiques posées. 
Ces approches sont utilisées à des degrés divers dans plusieurs projets décrits ci-dessus et font l’objet de projets spécifiques.

Projets en cours :

Développement de nouveaux algorithmes pour intégrer des ensembles de données multi-omiques (transcriptome et méthylome) et d'autres données biologiques, telles que les profils de cytokines et les scores de tumeurs intestinales. 
Etude visant à appliquer ces méthodes ou des méthodes similaires à l'analyse d'ensembles de données génomiques et transcriptomiques obtenues à partir de grenouilles arboricoles collectées dans diverses régions radio-contaminées de Tchernobyl, afin de comprendre les effets de l'environnement sur la santé du biote.