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Fiche détaillée Thèses
Université Joseph-Fourier - Grenoble I (10/05/2010), Jacques Balosso (Dir.)
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Neuropathologie radio-induite : des effets précoces aux séquelles tardives. Etudes comportementales et métaboliques chez le Rat après irradiation globale sublétale
Alain, Patrick, Laurent Martigne1

Le dogme relatif à la radiorésistance du Système Nerveux Central (SNC) a vécu. Les progrès en neurosciences permettent aujourd'hui de reconsidérer les dysfonctionnements cognitifs radio-induits observés au décours des radiothérapies ou après un accident d'irradiation, et d'envisager des moyens diagnostiques et thérapeutiques adaptés. Nous avons développé un modèle Rat afin d'étudier les effets d'une irradiation gamma corps entier à dose sublétale (4,5 Gy). Celle-ci induit des troubles de l'apprentissage et de la mémorisation d'une tâche en cours d'acquisition durant le premier mois – lesquels sont prévenus par l'administration d'une molécule radioprotectrice de référence (amifostine) – tandis qu'elle ne semble pas perturber la mémoire rétrograde. Précocement, une vague apoptotique survient 5 à 9 heures après exposition dans la zone sous-ventriculaire avec, en parallèle, une neurogenèse anéantie. Deux jours après irradiation, l'étude métabolique ex vivo réalisée par RMN HRMAS (High Resolution Magic Angle Spinning) suggère la présence d'un œdème cérébral tandis que l'étude des lipides cérébraux en RMN liquide confirme l'atteinte membranaire (élévation du cholestérol et des phospholipides). Le profil lipidique se normalise ensuite tandis qu'une réaction gliale apparait. Enfin, 1 mois post-irradiation, l'élévation du GABA, neurotransmetteur inhibiteur du SNC, dans 2 structures cérébrales distinctes, s'accompagne d'une diminution de la taurine dans l'hippocampe qui persiste 6 mois. Notre modèle intégré permet ainsi de valider des biomarqueurs quantifiables en spectroscopie RMN in vivo – prochaine étape expérimentale – et de tester de nouvelles thérapeutiques radioprotectrices.
1 :  CRSSA - Centre de Recherches du Service de Santé des Armées
irradiation – SNC – métabolites cérébraux – apoptose – neurogenèse – RMN HRMAS – lipides cérébraux – rat

Radio-induced neuropathology : from early effects to late sequelae. Rat behavioural and metabolic studies after sublethal total body irradiation
The radioresistance dogma of Central Nervous System (CNS) is now obsolete. Recent progress in neuroscience allow us to reconsider the radiation-induced cognitive dysfunctions observed after radiation therapy or after a nuclear accident, and to devise appropriate diagnostic and therapeutic means. We have developed a Rat model to study the effects of total body irradiation at a sublethal dose (4.5 Gy). This leads to impaired learning and memory of a task being acquired during the first month – which is prevented by administration of a radioprotector (amifostine) – while it does not appear to affect retrograde memory. Early, an apoptotic wave occurs in the sub-ventricular zone, 5 to 9 hours after exposure, while neurogenesis is suppressed. Two days after irradiation, the metabolic study conducted by NMR HRMAS (High Resolution Magic Angle Spinning) suggests the presence of cerebral oedema and the study of brain lipids in liquid NMR confirms the membrane damages (elevated cholesterol and phospholipids). The lipid profile is then normalized while a gliosis appears. Finally, 1 month post-irradiation, the elevation of GABA, an inhibitory neurotransmitter, in 2 separate brain structures, occurs simultaneously with a taurine decrease in the hippocampus that lasts 6 months. Our integrated model allows validating biomarkers measurable in vivo NMR spectroscopy – the next experimental stage – and testing new radiation-protective agents.
irradiation – CNS – brain metabolites – apoptosis – neurogenesis – NMR HRMAS – brain lipids – rat