• Langue : Français
• Discipline : Sciences de la vie et de la santé
• Identifiant : 2026ULILS100
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 11/03/2026

Résumé en langue originale

En France, au moins un patient sur deux atteints de cancer est traité par radiothérapie. Les effets curatifs de ce traitement sont basés sur la génération de dommages à l'ADN létaux. Cependant, malgré les effets bénéfiques de l'utilisation de la radiothérapie, un des effets secondaires est le développement de seconds premiers cancers post-radiothérapie, notamment des sarcomes qui sont de mauvais pronostic et qui surviennent préférentiellement non pas dans le volume irradié mais en périphérie de celui-ci.En utilisant un modèle de fibroblastes humains normaux de derme (NHDF), l'équipe a mis en évidence que les particules ionisantes qui diffusent du volume irradié vers le volume sain non irradié (hors-champ d'irradiation) lors d'un protocole de radiothérapie conformationnelle 3D induisent la formation de cassures simple-brin de l'ADN (CSB). Ces cassures s'accumulent au fur et à mesure des irradiations, à la suite d'un défaut de réparation dû à une diminution de la formation des foyers de poly (ADP-ribose) (PAR) aux sites des cassures par les protéines PARP, entrainant le développement d'un phénotype sénescent. Le premier objectif de ma thèse a été de déterminer la ou les causes possibles de cette diminution de PARylation. Pour cela, nous avions émis quatre hypothèses : (i) une diminution d'expression des protéines PARP1 et/ou PARP2 ; (ii) un épuisement du pool de NAD+, le substrat de PARP1/PARP2 pour la formation des chaines de PAR ; (iii) une modification d'expression HPF1 ou YBX1, des partenaires de PARP1 et (iv) une augmentation d'expression des protéines de dégradation des chaines de PAR, PARG et ARH3. Sur les différentes hypothèses émises, les résultats ont seulement montré que les NHDF placés hors-champ présentent une augmentation d'expression transcriptionnelle et protéique de PARG, une protéine de dégradation des chaines de PAR.Bien que nous n'ayons pas mis en évidence de changement d'expression de la protéine YBX1, un partenaire de PARP, dans les NHDF induits en sénescence par irradiation hors-champ, quelques études, peu nombreuses, ont montré un lien entre YBX1 et la survenue de la sénescence et un rôle d'YBX1 sur l'expression de régulateurs du cycle cellulaire et de protéines de la voie DNA Damage Response. Cependant, aucune n'a investigué un rôle potentiel d'YBX1 dans la voie de réparation des CSB. A l'aide d'ARN interférants, nous avons inhibé l'expression d'YBX1 dans des NHDF en croissance exponentielle. Nous avons ainsi constaté que cela conduit à l'accumulation de CSB, en corrélation avec une diminution d'expression de l'ADN ligase 3, et au développement d'une sénescence prématurée.Les deux autres objectifs de ma thèse étaient d'investiguer les effets de la dose hors-champ sur la formation de cancers secondaires in vivo. Pour cela, nous avons utilisé les modèles murins transgéniques p16-tdTomato et p16-LUC. Nous avons placé ces souris en contact avec un fantôme irradié de sorte qu'elles ne reçoivent que la dose hors-champ. Les résultats montrent que les souris placées hors-champ présentent une augmentation de CSB et accumulent prématurément des cellules sénescentes par rapport aux souris non irradiées. De plus, des traitements avec le Navitoclax, un sénolytique capable d'induire spécifiquement la mort des cellules sénescentes, ont été réalisés afin d'évaluer leur capacité à prévenir la formation des cancers secondaires. L'analyse anatomopathologique des échantillons prélevés est encore en cours.

Résumé traduit

In France, at least one in two cancer patients is treated with radiotherapy. The curative effect of radiotherapy is based on the generation of DNA damage. However, despite the beneficial effects of this treatment, a rare secondary effect is the development of second cancers, particularly sarcomas, which have a poor prognosis and occur preferentially not directly in the irradiated volume but outside, in the out-of-field area.Using a model of Normal Human Dermal Fibroblasts (NHDFs), our team demonstrated that some ionizing particles diffuse from the irradiated volume to the out-of-field area during a 3D conformal radiotherapy protocol and induce the formation of DNA single-strand breaks (SSBs). After repeated daily irradiations, we observed an accumulation of SSBs, resulting from defective repair due to a decrease in the formation of poly(ADP-ribose) foci at the break site by PARPs proteins. This decrease promoted the development of a senescence phenotype. The first objective of my thesis was to determine the cause of the decrease in PARylation observed in NHDFs located in the out-of-field area. We formulated four hypotheses: (i) decreased expression of PARP1 and/or PARP2 proteins; (ii) depletion of the NAD+ pool, the substrate of PARP1/PARP2 for PAR chains formation; (iii) altered expression of HPF1 or YBX1, partners of PARP1; and (iv) increased expression of PARG and ARH3, the proteins involved in PAR chains degradation. Among the different hypotheses tested, our results revealed only an increase in transcriptional and protein expression of PARG, the main enzyme involved in the degradation of PAR chains, in the NHDFs placed in the our-of-field area.Although we did not detect any modification in the expression of YBX1, a PARP partner, in NHDFs driven into senescence by out-of-field irradiation, a limited number of studies have reported a link between YBX1 and the development of senescence, and an YBX1 role in the regulation of cell cycle regulators and proteins involved in the DNA damage response pathway. However, none of these studies investigated a potential role for YBX1 in the SSB repair pathway. Using RNA interference, we inhibited YBX1 expression in exponentially growing NHDFs. We found that this inhibition induced an accumulation of SSBs, correlated with a decrease in DNA ligase 3 expression, and the development of premature senescence.The two other objectives of my thesis were to investigate the effects of out-of-field radiations dose on the formation of secondary cancers in vivo. We used transgenic p16-tdTtomato and p16-LUC mice models. These mice were placed in contact with an irradiated phantom, so that the mice received only the out-of-field dose. Our results show that mice placed in contact with the phantom present an increase in SSBs and an accumulation of premature senescent cells compared with non-irradiated mice. Moreover, treatments with Navitoclax, a senolytic agent capable of selectively inducing the death of senescent cells, were performed to evaluate the ability to prevent the formation of secondary cancers. The anatomopathological analysis of the collected samples is still ongoing.