Le système hématopoïétique est connu pour être l'un des systèmes les plus radiosensibles. L’effet des faibles doses d’irradiation délivrées lors de séances de radiothérapie sur ce système étant encore inconnu, il est primordial d’en étudier les conséquences.
Des chercheurs du CEA-Jacob ont montré que l’exposition à de faibles doses d’irradiation entraîne une perte de fonction des cellules souches hématopoïétiques (CSH) humaines. Ces cellules, situées dans la moelle osseuse, sont à l’origine de toutes les cellules sanguines. Elles ont la capacité de s’auto-renouveler permettant de conserver un stock constant disponible.
Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont utilisé des CSH humaines, isolées à partir de sang de cordon ombilical. Ces cellules ont été exposées à une faible dose (0.02 Gy) et une forte dose (2,5 Gy) de radiations émises par une source Cobalt. Les propriétés fonctionnelles des cellules ont été évaluées par différents tests in vitro (dont la génération de colonies cellulaires) et in vivo (greffe dans des souris immunodéficientes). Réalisés en série, ces tests permettent de tester à la fois les capacités de différenciation et d’auto-renouvellement des CSH humaines.
Il a été montré que les CSH irradiées à 0.02 Gy perdent certaines de leurs propriétés fonctionnelles à long-terme, en particulier la capacité à générer des colonies secondaires in vitro ou de reconstitution hématopoïétique dans le modèle d’étude in vivo. Aucune altération de l’ADN ou d’induction de mort cellulaire n’ont été observées. Toutefois, une augmentation des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l’activation de la voie de signalisation p38MAPK, connues pour être impliquées dans le maintien des propriétés « souches » des CSH, sont mises en évidence dans les CSH immédiatement après irradiation. Pour montrer que l’axe ROS-p38MAPK est bien responsable des effets observés, les CSH ont été traitées soit avec des antioxydants, soit avec des inhibiteurs de la voie p38MAPK avant exposition aux faibles doses d'irradiation. L’inhibition de cet axe permet bien de bloquer l’effet des faibles doses sur les propriétés fonctionnelles à long-terme des CSH humaines.
Ces résultats montrent qu’une irradiation à faibles doses de cellules souches hématopoïétiques provoque des effets à long-terme sur la capacité des cellules à s’auto-renouveler, dus en partie à une augmentation des ROS.
Une prise en charge lors d’examens médicaux ou de thérapies impliquant des rayonnements, combinant l’utilisation d’antioxydants ou d’inhibiteurs de la voie p38MAPK, peut s’avérer nécessaire pour préserver le système hématopoïétique.