Efficace et bénéficiant de protocoles en constante amélioration, l'irradiation corporelle totale1 (ICT) et les radiothérapies localisées sont largement utilisées en clinique, aussi bien pour la transplantation de moelle osseuse que pour le traitement des tumeurs. Elles occasionnent cependant l’irradiation de tissus sains, entraînant alors des effets secondaires délétères importants. Ainsi, la moelle osseuse, très sensible aux rayonnements, contient les cellules souches hématopoïétiques (CSH) qui assurent le renouvellement des cellules du sang tout au long de la vie. Protéger ces cellules des effets nocifs d’une irradiation constitue un véritable enjeu thérapeutique.
Une équipe de l’Unité
de Stabilité Génétique, Cellules Souches et Radiations
(CEA/Inserm/UPcité/UPSaclay) de l’IRCM², département du CEA-Jacob, s’est intéressée aux macrophages résidents de la moelle osseuse. Ces cellules du système immunitaire font partie du microenvironnement des CSH. Des études ont montré que, suite à une irradiation, les macrophages pro-inflammatoires sécrètent de l’oxyde nitrique (NO), molécule cytotoxique faiblement oxydante mais très diffusible.
Les chercheurs ont donc étudié dans un modèle rongeur le rôle des macrophages de la moelle osseuse dans la réponse des CSH à une irradiation corporelle totale de 2 Gy3. Ils ont mis en évidence que cette dose conduit à la mort d’une partie des CSH via la production de peroxynitrites, molécules hautement toxiques, consécutive à une réaction entre le NO produit par les macrophages de la moelle osseuse et les espèces réactives de l’oxygène, produites par les CSH en réponse à l’irradiation. Grâce à une déplétion pharmacologique ou génétique des macrophages résidents de la moelle osseuse effectuée avant l’irradiation, les chercheurs ont montré un lien entre l’absence de NO produits par les macrophages et le rétablissement complet du réservoir de CSH après irradiation.
Cette étude a ainsi démontré le rôle délétère des macrophages résidents de la moelle osseuse sur le devenir des CSH après une irradiation de 2 Gy. Elle suggère qu’une modulation de la production d’oxyde nitrique constitue une piste pour réduire la toxicité des radiothérapies sur les tissus sains.
1- L irradiation corporelle totale est un protocole majeur utilisé pour conditionner les patients devant subir une transplantation de moelle osseuse. Les doses totales sont comprises entre 8 Gy et 14,4 Gy (Giebel et al, 2014), et la dose délivrée par fraction fluctue entre 1,65 et 8 Gy. Le protocole le plus courant utilise des fractions de 2 Gy.
2- Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire
3- La dose de 2 Gy a été choisie pour se rapprocher des protocoles actuels d’irradiation corporelle totale fractionnée (myeloablation) : dose totale de 12 Gy délivrée en 6 fractions de 2 Gy sur une période de 3 jours (Ref. Belkacemi et al 2018 ou Wong et al 2018). Cette dose de 2 Gy est également utilisée pour de la radiothérapie (fractions localisées de 2 Gy).