La radiosensibilité des gamètes mâles et femelles: un élément déterminant de la reprotoxicité radioinduite ?

Les conséquences environnementales d’une exposition continue à de faibles doses de radioactivité sont encore mal connues. Toutefois, l’impact d’une exposition aux rayonnements ionisants sur la reproduction des organismes, fonction biologique essentielle au maintien des populations, a été mis en évidence par plusieurs études réalisées sur invertébrés (Gilbin et al., 2008; Hertel-Aas et al., 2007; Knowles and Greenwood, 1994). Chez C. elegans, organisme hermaphrodite, les résultats obtenus au laboratoire montrent que l’irradiation chronique induit une diminution du nombre d’œufs dès 3,3 Gy (50 mGy.h^-1) (thèses IRSN C. Dubois, 2017 ; A. Buisset-Goussen, 2014). Des effets ont été observés sur la spermathèque mais aussi sur des cellules germinales, précurseurs des ovocytes. Parallèlement, plusieurs processus moléculaires impliqués notamment dans le développement (dont celui de la lignée germinale et des embryons) et la reproduction sont modulés dès 0,5 Gy (7,5 mGy.h^-1). Toutefois, à ce jour, des données complémentaires sont nécessaires pour comprendre le lien entre les régulations moléculaires et la reprotoxicité observée à 3,3 Gy (50 mGy.h^-1). La thèse s’inscrit dans ce contexte et a pour objectif d’analyser ces mécanismes, pour comprendre la radiosensibilité des organismes vivant en situation d’exposition chronique, et, pour identifier des marqueurs moléculaires précoces des effets radioinduits.

Cette étude, en deux volets, estcentrée sur la radiosensibilité des gamètes mâles et femelles du modèle biologique C. elegans, exposés à plusieurs débits de doses (0,1 - 100 mGy.h^-1) de rayonnement gamma, en plus de l’analyse de sa reproduction (nombre de descendants et taux d’éclosion). Le premier volet de la thèse concerne l’étude des effets du rayonnement gamma sur les gamètes mâles et femelles à des débits de dose ente 0,5 - 100 mGy.h^-1, préalablement utilisés au laboratoire, par deux approches parallèles : (i) une approche morphologique par microscopie (optique, confocale et électronique à transmission) et (ii) une approche moléculaire par RTqPCR et western Blot pour l’analyse de l’expression de certains gènes et protéines. Les marqueurs moléculaires les plus remarquables pourront être validés in vivo par utilisation de transgènes GFP, permettant une analyse non destructive continue des marqueurs ciblés, ou inhibés par utilisation de technique type RNAi pour déterminer leur contribution dans les processus de reprotoxicité radioinduite.

Le second volet de la thèse vise à tester la réponse de ces marqueurs les plus pertinents à des débits de doses plus faibles et représentatifs des expositions environnementales (0,1 – 0,5 mGy.h^-1) et ainsi à valider ces marqueurs et déterminer leur seuil de réponse.

In fine, ce projet permettra d’identifier et de valider un set de marqueurs d’effet à la fois précoce et sensible et d’augmenter le jeu de connaissances sur les mécanismes d’action toxique des rayonnements ionisants, en intégrant à la fois la réponse de protéines et de gènes, et en travaillant à différents niveaux d’organisation, e.g. moléculaire, cellulaire et physiologique (reproduction).