Administrée à 60 % des patients atteints de cancers en France, la radiothérapie est un traitement de référence pour ces maladies. Seule ou en association avec d'autres thérapies, elle consiste à délivrer localement des radiations ionisantes qui provoquent des lésions de l'ADN, en modifiant chimiquement des bases ou cassant des brins d'ADN. L'objectif est d'accumuler un grand nombre de ces lésions afin d'arrêter la prolifération des cellules tumorales et les éliminer.

À visée curative ou palliative, la radiothérapie peut cependant léser des cellules de tissus sains avoisinant la tumeur ciblée et induire des effets secondaires. Un des principaux défis de la radiothérapie est donc d'induire efficacement la mort des cellules tumorales tout en préservant au maximum les cellules saines.

Une stratégie prometteuse consiste à recourir à la protonthérapie. Utilisant un faisceau de protons plutôt qu'un faisceau d'électrons, elle présente l'avantage de diffuser l'énergie de façon beaucoup plus précise que la radiothérapie classique et de ne pas impacter les tissus sains en amont de la tumeur. Pour optimiser cette voie thérapeutique, il est cependant nécessaire de bien comprendre les mécanismes moléculaires de reconnaissance, de signalisation et de réparation des dommages de l'ADN induits par les protons.

Les effets des protons à haute résolution spatio-temporelle 

Dans cette perspective, des chercheurs du CEA-Jacob), en collaboration avec l'IRSN, ont utilisé le microfaisceau MIRCOM à Bordeaux pour étudier, à haute résolution spatio-temporelle, les effets de l'irradiation des cellules vivantes avec un nombre contrôlé de protons. Le microfaisceau étant directement couplé à un microscope à fluorescence, ils ont pu suivre en temps réel la cinétique de recrutement de protéines impliquées dans la réparation des dommages de l'ADN.

Ils ont ainsi observé que :

• l'irradiation localisée avec des protons de 4 MeV induit, en plus des cassures double brin de l'ADN, des lésions oxydatives spécifiques ;
• les ADN glycosylases OGG1 et NTH1, qui sont capables d'initier la voie de réparation par excision de base (BER), sont recrutées sur le site de dommages de l'ADN.

Cette étude apporte la première preuve directe du fait que les microfaisceaux de protons induisent des dommages oxydatifs aux bases de l'ADN et mobilisent la voie de réparation par excision de base.

Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives, notamment l'utilisation d'inhibiteurs de la voie de réparation par excision de base, pour améliorer l'efficacité de la radiothérapie.