Les dimères interbrins sont des lésions de type complexe, où les deux brins d'ADN sont pontés de façon covalente. Par conséquent, ce type de lésion est très toxique pour la cellule, car il nuit à la séparation des brins d'ADN nécessaire à des processus cruciaux pour la cellule, comme la réplication et la transcription. De plus, des expériences récentes montrent que la réparation des dimères interbrins passe par la formation d'un bris double brin, une autre lésion avec un potentiel toxique élevé. Ce n'est que tout récemment qu'on a montré que la radiation ionisante menait à la formation de dimères interbrins dans l'ADN cellulaire. On en sait donc encore très peu sur les conditions dans lesquelles se produisent les dimères et comment ils sont réparés. Récemment, à la suite d'une exposition aux radiations ionisantes, notre groupe a mis en évidence la formation de dimères interbrins dans un ADN où une thymidine avait été remplacée par le 5-bromo-2'-désoxyuridine (BrdU). Ces dimères n'étaient formés que lorsque le BrdU se trouvait au centre d'une zone mésappariée. Puisque c'était la première fois que ce type de dommage était observé lors d'une exposition de l'ADN bromé à la radiation ionisante, ma thèse a porté sur l'exploration de la formation du dimère interbrin, particulièrement sur les conditions qui favorisaient sa formation.Les trois articles présentés dans cette thèse montrent que la forme de l'ADN (forme A vs forme B), la séquence, ainsi que le type de radiation employé ont une influence importante sur le type et la fréquence du dommage produit. Ces résultats montrent qu'on en sait encore très peu sur le mécanisme réel de radiosensibilisation de l'ADN bromé dans les cellules. Cependant, ils mettent aussi en évidence la réactivité distincte des régions rnésappariées de l'ADN, ainsi que leur fort potentiel pour la formation de dimères. Or, ces régions mésappariées ne représentent qu'une fraction des structures secondaires et tertiaires de l'ADN présentes dans la cellule.

Résumé: Les dommages à la cytosine, spontanés et induits par des oxydants, sont probablement la principale cause des transitions GC vers AT, la mutation du génome la plus commune chez les organismes aérobiques. Ces dommages sont impliqués dans le processus de mutagenèse, dans le vieillissement et dans le cancer. Les dommages à la cytosine par les oxydants et les radicaux libres sont nombreux et ont été découverts et étudiés dans les monomères de cytosines et dans de courts oligonucléotides. Dans cette étude, nous avons développé une méthode d'analyse par HPLC-MS/MS des plus importants produits d'oxydation de la cytosine dans l'ADN. Cette méthode permet l'analyse de la formation de 5-hydroxy-2'-désoxycytidine (5-OH-dC), de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydro-2'-désoxyuridine (dUg), de 1-(2-désoxyribose)-5-hydroxyhydantoïne (HdU) et de 3-(2-désoxyribose)-1-carbamoy1-4,5-dihydroxy-2-oxo-imidazolidine (C422-dC) lors d'irradiation aux rayons gamma par réaction de type fenton et par ozonolyse. Les résultats de l'irradiation de l'ADN aux rayons gamma (en modifications/106bases/Gy) sont de 1.62 pour la 5-OH-dC, de 1.48 pour le dUg, de 7.43 pour la HdU et de 1.38 pour la C422-dC. La réaction de type fenton avec le cuivre donne une formation de dommages environ 25 fois plus grande qu'avec le fer et les deux types (cuivre et fer) donnent des ratios de produits semblables à ceux par les rayons gamma avec une augmentation de la 5- OH-dC et une diminution de la HdU. L'exposition .de l'ADN à l'ozone donne une très grande formation de la HdU et une faible formation des autres produits d'oxydation.//Abstract: The damages to cytosine, spontaneous and inducted by oxidants, are probably the principal cause of the GC to AT transition, the most important mutation of the genome for the aerobic organisms. Those damages are involved in the process of mutagenesis, aging and cancer. The damages to cytosine by oxidants and fre radicals are numerous and have been discovered and studied in monomers of cytosine and in short oligonucleotides. In this study, we have developed a analysis method of the most important oxidation products of cytosine in DNA by HPLC-MS/MS. This method allows the analysis of the formation of 5-hydroxy-2'-deoxycytidine (5-OH-dC), de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydro-2'-desxyuridine (dUg), de 1-(2-deoxyribose)-5-hydroxyhydantoin (HdU) et de 3-(2-deoxyribose)- 1-carbamoyl-4,5-dihydroxy-2-oxo-imidazolidine (C422-dC) after irradiation by gamma rays, by fenton type reaction and ozonolysis. The results of the irradiation of DNA by gamma rays (in modifications10[indice supérieur 6] bases/Gy) are of 1.62 for 5-OH-dC, of 1.48 for dUg, of 7.43 for HdU and of 1.38 for C422-dC. The fenton type reaction with copper gives a formation of damages about 25 times higher than with ferrous and both kind gives a ratio of formation similar to the the ones by gamma rays with a increase of 5-OH-dC and a decrease of HdU. The exposition of DNA to ozone gives a strong formation of HdU and a small formation of the other modifications. [symboles non conformes]

Le traitement du cancer à l’aide d’une exposition aux radiations ionisantes (RI) peut mener au développement de plusieurs effets secondaires importants, dont un retard de réparation et de régénération des tissus. Les mécanismes responsables de ces effets demeurent largement inconnus encore aujourd’hui, ce qui a pour effet de limiter le développement d’approches thérapeutiques. À l’aide d’un modèle de guérison de plaie cutanée chez la souris, nous avons cherché à déterminer les mécanismes par lesquels l’exposition aux RI limite la régénération de la peau. Nos résultats démontrent que l’induction de la "stromal-derived growth factor 1α" (SDF-1α), une cytokine normalement surexprimée dans les tissus hypoxiques, est sévèrement diminuée dans les plaies de souris irradiées versus non-irradiées. Ce défaut corrèle avec un retard de guérison des plaies et est encore évident plusieurs mois suivant l’exposition aux RI, suggérant qu’il y a une altération permanente de la capacité de la peau à se réparer. Parce que SDF-1α est secrété principalement par les fibroblastes du derme, nous avons évalué le potentiel des cellules stromales multipotentes (MSCs), qui sont reconnues pour secréter des niveaux élevés de SDF-1α, à accélérer la régénération de la peau chez les souris irradiées. L’injection de MSCs en périphéries des plaies a mené à une accélération remarquable de la guérison de la peau chez les souris exposées aux RI. Les actions des MSCs étaient principalement paracrines, dû au fait que les cellules n’ont pas migré à l’extérieur de leur site d’injection et ne se sont pas différentiées en kératinocytes. L’inhibition spécifique de l’expression de SDF-1α a mené à une réduction drastique de l’efficacité des MSCs à accélérer la fermeture de plaie indiquant que la sécrétion de SDF-1α par les MSCs est largement responsable de leur effet bénéfique. Nous avons découvert aussi qu’un des mécanismes par lequel SDF-1α accélère la guérison de plaie implique l’augmentation de la vascularisation au niveau de la peau blessée. Les résultats présentés dans ce mémoire démontrent collectivement que SDF-1α est une importante cytokine dérégulée au niveau des plaies cutanées irradiées, et que le déclin du potentiel de régénération des tissus qui est observé suivant une exposition au RI peut être renversé, s’il est possible de restaurer le microenvironnement de la blessure avec un support stromal adéquat. / Cancer treatment using ionizing radiation (IR) may lead to significant side effects, like delayed tissue repair and regeneration. The mechanisms mediating these defects remain largely unknown at present, thus limiting the development of therapeutic approaches. Using a wound healing model, we investigate the mechanisms by which IR exposure limits skin regeneration. Our results show that induction of the stromal-derived growth factor 1α (SDF-1α), a cytokine normally overexpressed in hypoxic tissues, is severely impaired in the wounded skin of irradiated, compared to non-irradiated, mice. This defect is correlated with delayed healing, and is evident for several months following exposure to IR, suggesting permanent impairment of skin repair. Because SDF-1α is secreted mainly by dermal fibroblasts, we evaluated the potential of multipotent stromal cells (MSCs), which secrete high levels of SDF-1α, to improve skin regeneration in irradiated mice. Injection of MSCs into the wound margin led to remarkable enhancement of skin healing in mice exposed to IR. The MSC actions were mainly paracrine, as the cells did not migrate away from the injection site or differentiate into keratinocytes. Specific knockdown of SDF-1α expression led to drastically reduced efficiency of MSCs in improving wound closure, indicating that SDF-1α secretion by MSCs is largely responsible for their beneficial action. We also found that one mechanism by which SDF-1α enhances wound closure likely involves increased skin vascularization. Findings presented in this thesis collectively indicate that SDF-1α is an important deregulated cytokine in irradiated wounded skin, and that the decline in tissue regeneration potential following IR can be reversed, given adequate microenvironmental support.

Les smectites sont des matériaux envisagés pour le stockage des déchets radioactifs en tant que barrière ouvragée et encaissant géologique en raison de leurs propriétés physiques et chimiques particulières. Dans ce contexte, il est important de connaître leur comportement sous irradiations afin de pouvoir estimer la sûreté et la durabilité de l'ouvrage de stockage. Pour cette étude, deux montmorillonites ont été choisies. L'une des argiles provient de la province de Liaoning, en Chine (CHI) et présente la particularité de contenir des défauts d'irradiation stables. La seconde smectite (notée MX) a été extraite de la bentonite de référence méthodologique MX-80 et purifiée à l'aide de différentes techniques chimiques. La spectroscopie par Résonance Paramagnétique Électronique (RPE) a permis d'identifier plusieurs défauts d'irradiations qui se différencient par leur stabilité thermique et leurs caractéristiques RPE. Tous ces défauts peuvent être décrit comme des trous localisés sur une orbitale d'un oxygène lié à un silicium dans le feuillet argileux. Leur concentration augmente avec la dose jusqu'à atteindre une valeur de saturation, mais des différences sont observées entre les deux échantillons. La production de défauts ponctuels est également sensible au type de rayonnements et à la composition de l'espace interfoliaire (nature du cation compensateur, quantité d'eau interfoliaire). L'utilisation conjuguée de la RPE et de la spectroscopie Mössbauer a permis de mettre en évidence deux effets d'irradiation sur le fer structural. La montmorillonite MX purifiée est oxydée alors que la montmorillonite de Chine et la montmorillonite MX non déferrifiée sont réduites. Les irradiations modifient également l'environnement du fer structural. L'intensité du changement d'état d'oxydation dépend du type de rayonnement et de la nature du cation interfoliaire. En revanche, l'influence de l'eau interfoliaire semble être secondaire. Enfin, une variation de la Capacité d'Échange Cationique en fonction de la teneur en fer trivalent a été enregistrée. L'amorphisation de la montmorillonite MX a également été étudiée en fonction de la température. Elle dépend du rayonnement et de la nature du cation interfoliaire. Une dépendance de la dose maximale d'amorphisation en fonction de la masse du cation a été mise en évidence pour l'irradiation avec des ions Krypton.

Le traitement du cancer à l’aide d’une exposition aux radiations ionisantes (RI) peut mener au développement de plusieurs effets secondaires importants, dont un retard de réparation et de régénération des tissus. Les mécanismes responsables de ces effets demeurent largement inconnus encore aujourd’hui, ce qui a pour effet de limiter le développement d’approches thérapeutiques. À l’aide d’un modèle de guérison de plaie cutanée chez la souris, nous avons cherché à déterminer les mécanismes par lesquels l’exposition aux RI limite la régénération de la peau. Nos résultats démontrent que l’induction de la "stromal-derived growth factor 1α" (SDF-1α), une cytokine normalement surexprimée dans les tissus hypoxiques, est sévèrement diminuée dans les plaies de souris irradiées versus non-irradiées. Ce défaut corrèle avec un retard de guérison des plaies et est encore évident plusieurs mois suivant l’exposition aux RI, suggérant qu’il y a une altération permanente de la capacité de la peau à se réparer. Parce que SDF-1α est secrété principalement par les fibroblastes du derme, nous avons évalué le potentiel des cellules stromales multipotentes (MSCs), qui sont reconnues pour secréter des niveaux élevés de SDF-1α, à accélérer la régénération de la peau chez les souris irradiées. L’injection de MSCs en périphéries des plaies a mené à une accélération remarquable de la guérison de la peau chez les souris exposées aux RI. Les actions des MSCs étaient principalement paracrines, dû au fait que les cellules n’ont pas migré à l’extérieur de leur site d’injection et ne se sont pas différentiées en kératinocytes. L’inhibition spécifique de l’expression de SDF-1α a mené à une réduction drastique de l’efficacité des MSCs à accélérer la fermeture de plaie indiquant que la sécrétion de SDF-1α par les MSCs est largement responsable de leur effet bénéfique. Nous avons découvert aussi qu’un des mécanismes par lequel SDF-1α accélère la guérison de plaie implique l’augmentation de la vascularisation au niveau de la peau blessée. Les résultats présentés dans ce mémoire démontrent collectivement que SDF-1α est une importante cytokine dérégulée au niveau des plaies cutanées irradiées, et que le déclin du potentiel de régénération des tissus qui est observé suivant une exposition au RI peut être renversé, s’il est possible de restaurer le microenvironnement de la blessure avec un support stromal adéquat. / Cancer treatment using ionizing radiation (IR) may lead to significant side effects, like delayed tissue repair and regeneration. The mechanisms mediating these defects remain largely unknown at present, thus limiting the development of therapeutic approaches. Using a wound healing model, we investigate the mechanisms by which IR exposure limits skin regeneration. Our results show that induction of the stromal-derived growth factor 1α (SDF-1α), a cytokine normally overexpressed in hypoxic tissues, is severely impaired in the wounded skin of irradiated, compared to non-irradiated, mice. This defect is correlated with delayed healing, and is evident for several months following exposure to IR, suggesting permanent impairment of skin repair. Because SDF-1α is secreted mainly by dermal fibroblasts, we evaluated the potential of multipotent stromal cells (MSCs), which secrete high levels of SDF-1α, to improve skin regeneration in irradiated mice. Injection of MSCs into the wound margin led to remarkable enhancement of skin healing in mice exposed to IR. The MSC actions were mainly paracrine, as the cells did not migrate away from the injection site or differentiate into keratinocytes. Specific knockdown of SDF-1α expression led to drastically reduced efficiency of MSCs in improving wound closure, indicating that SDF-1α secretion by MSCs is largely responsible for their beneficial action. We also found that one mechanism by which SDF-1α enhances wound closure likely involves increased skin vascularization. Findings presented in this thesis collectively indicate that SDF-1α is an important deregulated cytokine in irradiated wounded skin, and that the decline in tissue regeneration potential following IR can be reversed, given adequate microenvironmental support.

Les microARN sont des petits ARN (22 nucléotides en moyenne) non codants connus pour réguler l'expression des gènes au niveau post-transcriptionnel. Ils jouent un rôle dans de nombreux processus cellulaires, notamment dans la peau. La nature et la fonction précise des microRNAs contrôlant la différenciation épidermique restent à clarifier. De même; leur rôle dans la réponse à l'irradiation ionisante du kératinocyte n'a jamais été étudié. Nous avons donc entrepris une analyse d'expression du miRnome par la technique de TLDA dans ces deux contexts. Pour la différentiation épidermique, ces travaux de thèse ont permis de mettre en évidence une induction globale de l'expression des microARN au cours de la différentiation précoce des kératinocytes. Plusieurs microARN significativement modulés ont été caractérisés. Parmi eux, MiR-132 a été validé in vivo sur coupe de peau. Au cours des étapes tardives de la différentiation, miR-23b est induit. Nous avons montré qu'il agit en régulant TGIF1, répresseur de la voie TGF-β et active la phosphorylation de SMAD2, facteur de transcription nécesssaire à la différenciation terminale. Nous avonss également observé que les microARN répondent de façon globale aux rayons γ, mais que la nature de cette réponse dépend de l'état de différenciation des cellules. Cette réponse globale n'est pas corrélée à des modifications d'expression de protéine de la voie de synthèse des microRNAs comme AGO2 et DICERI. Nous avons montré que, dans les cellules proliférantes, l'induction de micro ARN réprimés par les rayons γ affecte la viabilité des cellules après irradiation. Ainsi, ces travaux de thèse contribuent à une meilleure compréhnesion du rôle des microRNA dans la régulation de la différenciation épidermique et la réponse des kératinocytes au stress génotoxique. / MicroRNA are small non-coding RNA (22 nucleotides in mean) known to regulate gene expression at the post-translational level. They play a role in many cellular processes, especially in skin. However, their exact role during epidermal differenciation remains to be clarified. Moreover, their role in the response of keratinocytes to ionizing irradiation has never been studied. Therefore, we settled up a miRnome expression analysis by TDLA technique in both situations. In epidermis differenciation, we observed a global induction of microRNA expression during the early steps of keratinocytes differenciation. Several significantly modulated microRNA have been characterized. Among them, miR-132 was validated in vivo on skin sections. During the late steps of differentiation, miR-23b is induced. We showed that miR-23b is able to regulate TGIF1, repressor of TGF-β pathway and to induce SMAD2 phosphorylation, a key transcription factor in terminal differentiation. In keratinocytes exposed to ionizing irradiation, we observed that microRNA display a global response to γ-rays that is higly dependent to the differentiation state of irradiated cells. This global response is not correleted to expression modifications of proteins from the microRNA synthesis pathway such as AGO2 and DICERI. We finally found that in proliferative keratinocytes the induction of irradiation-repressed microRNA impact cell viability after irradiation. Taken together, those results contribute to a better understanding of the microRNA function in the regulation of epidermal differentiation and in the response of keratinocytes to genotoxic stress

Aujourd'hui les circuits intégrés commerciaux sont de plus en plus utilisés dans les satellites de télécommunication ou d'observation. En effet les contraintes économiques imposent l'usage de circuits non durcis aux radiations. Ceci, associé au fait que la technologie évolue entrainant une baisse de consommation et donc une diminution des marges de susceptibilité électromagnétique, les rendent plus sensibles à la fois aux interférences électromagnétiques et à la dose ionisante. Cet ensemble met en péril la mission des satellites. Ce travail de thèse est donc précurseur dans le domaine de la fiabilité combinée vis à vis de la dose ionisante et des signaux hautes fréquences (HF) sur des transistors bipolaires destinés aux applications basse fréquence. Nous avons tout d'abord observé la modification du comportement d'un transistor bipolaire discret lorsqu'il est soumis à une agression sinusoïdale continue (CW) dans la gamme 100 MHz - 5 GHz. Cette forme de signal nous a permis d'observer la réponse du transistor dans un régime établi. Il est important de noter que cette modification du comportement a lieu même pour des fréquences du signal d'interférence assez éloignées de la gamme de fréquence de fonctionnement du transistor. Nous avons pu alors mettre en évidence les différents mécanismes physiques mis en jeu. Ensuite nous avons étudié l'influence de différents paramètres : fréquence et puissance du signal d'interférence, boîtier du transistor, valeurs des éléments du circuit de polarisation, sur la réponse du transistor soumis à l'agression CW. Un critère simple permettant de prévoir le comportement du transistor sous agression CW est proposé. Nous avons ensuite étudié l'influence de la dose ionisante sur le comportement du transistor sous agression CW. Après avoir observé la modification du comportement statique du transistor suite à l'irradiation avec une source de cobalt 60, nous avons analysé l'évolution des grandeurs électriques du transistor sous agression HF, pour différentes valeurs de doses totales déposées. Nous avons donc pu monter que la dose ionisante influence effectivement le comportement du transistor sous agression. Enfin, nous avons soumis le transistor à une autre forme d'agression haute fréquence : un signal sinusoïdal modulé par un signal impulsionnel. Grâce à ce type de signal, nous avons pu faire une analyse du comportement transitoire du transistor, et mettre en évidence l'importance des capacités, à la fois internes et externes au composant. Ici encore la dose ionisante influence les comportements. / Nowadays, economic constraints push space and aeronautical industries to use Commercial Off The Shelf (COTS) components, even though natural space environment constitutes a real challenge for electronic reliability due to ionizing particles. In addition to this problem, technological advancements lead to a decrease in device consumption inducing smaller electromagnetic susceptibility margins. Hence, integrated circuits are more sensitive to both Electromagnetic Interferences (EMI) and ionizing dose, which may threaten satellite missions. This thesis reveals precursor work in the field of combined ionizing dose and high frequency (HF) interferences on bipolar transistors designed for low frequency applications. Classical discrete low frequency bipolar transistors biased at integrated-circuit level of currents are put under study. A change of the voltage output when the device is subject to a continuous sine aggression (CW) in the range 100 MHz - 5 GHz is observed. This CW waveform allows an analysis of the response of the transistor in a steady state. It is important to note that the change in behavior of the transistor occurs even for interference frequency bands way higher than the operating frequencies of the device. We identified the different physical mechanisms involved during high frequency interference injection: rectification and current crowding. Then we studied the influence on the behavior under interference of different parameters: frequency and power of the interference signal, low frequency and RF frequency package of the transistor, values of elements of the bias circuit. A simple criterion to predict the way of change in the output voltage of the transistor is proposed. The same experiments were conducted on the transistors irradiated with a cobalt 60 source. We highlighted the importance for high-frequency susceptibility of the change induced by ionizing dose near the emitter base junction. Hence the susceptibility must be considered for different bias operations for different ionizing dose rates. Finally, our interest focused on another type of HF interference: a sine wave modulated by a pulse signal. With this type of signal, the transient behavior of the transistor under interference is analyzed. It highlights the importance of internal and external capacitances of the device on its response. Here again ionizing dose influences the electromagnetic susceptibility of the transistor.

L'agressivité de l'environnement radiatif spatial constitue une cause majeure de défaillance des composants et systèmes embarqués sur les satellites. Les transistors bipolaires sont sensibles au rayonnement ionisant et peuvent présenter un effet de débit de dose (ELDRS). Une plus forte dégradation est alors observée à faible débit de dose. Les normes actuelles de test ne permettent pas de prendre en compte entièrement cette sensibilité au débit. La nouvelle méthode de test dite des Débits commutés prend en compte cet effet d'ELDRS. Une charge utile développée sur le satellite Robusta et présentée ici va permettre une première validation de la méthode. Des amplificateurs classiques (VFA) dont la sensibilité en dose bien connue et induit des effets circuit, c'est-à-dire une dégradation non monotone des paramètres liés à des phénomènes antagonistes, seront embarqués sur le satellite robusta et serviront à la validation de la méthode. La charge utile du satellite est composée de LM124 et LM139. Le choix du faible débit et des différentes commutations appliquées s'est appuyé sur l'analyse radiation de la mission. Cette méthode a permis de tester les composants à faible débit de dose dans un temps moitié moindre qu'un test faible débit. Les résultats produits pourront par la suite, après mise en orbite de Robusta, être comparés à des données faible débit obtenues en vol.Une seconde étude sur des amplificateurs à convoyeur de courant (CFA), jusque là très peu étudiés, a démontré la sensibilité à la dose de ce type d'amplificateur et mis en évidence de nouveaux effets circuits. Cette étude a été réalisée au moyen de trois types d'irradiations différentes et s'appuie sur une analyse circuit. Les irradiations et l'étude circuit menées ont montré que l'amplitude des dégradations des différents paramètres étudiés est aléatoire et dépend de la symétrie plus ou moins parfaite du circuit : une différence de process entre deux transistors va induire une dégradation plus ou moins importante des paramètres. Ces premiers travaux serviront de base à différentes études, et notamment à l'étude des effets de synergie dose/SET ou de synergie dose/CEM sur les CFA. / The aggressive space radiation environment constitutes a major cause of failure for components and systems on board the satellites. Bipolar transistors are know to be sensitive to ionizing radiation and may present dose rate effect (ELDRS). A greater degradation is observed at low dose rate. Current standards test methods can not fully take into account this sensitivity to the dose rate. The new Dose rate Switching test methodology takes into account this ELDRS effect. A Payload developed on the Robusta satellite and presented here will allow a first validation of the method. Classical amplifier (VFA) whose dose rate sensibility is well known and induce circuit effects, that means a non monotonous degradation of parameters related to antagonist phenomena, will be loaded on board Robusta satellite and used to validated the method. The satellite Payload is composed of LM124 and LM139. The low dose rate choice and the different switching applied relied on mission radiation analysis. This method allowed to reproduce the dose induced degradation of the components in half the time it takes at low dose rate. The results produced can then, after Robusta is launched, be compared to low dose rate data obtained in flight. A second study on current conveyor amplifier (CFA), so far very little studied, demonstrated the sensitivity to ionizing dose of this type of amplifier and identified new effects circuits. This study was conducted using three different types of irradiation and based on a circuit analysis. Irradiations and circuit analysis have shown that the amplitude of the degradation measured on the different parameters studied is erratic and depends on the perfect symmetry of the circuit: a slight discrepancy in the process between two transistors will induce a more or less significant symmetry in the parameters degradation. This early work will be a base for various studies, including the study of synergy dose/SET or synergy dose/EMC on CFA.

Les cancers des Voies Aérodigestives Supérieures sont classés parmi les dix cancers les plus agressifs du fait de leur radioresistance intrinsèque et leur forte probabilité de récurrence. L’objectif de ce travail a été d’étudier le potentiel radiosensibilisant de nanoparticules à base de gadolinium, AGuIX®, sur un modèle cellulaire de cancer des VADS. Après avoir déterminé et validé les conditions optimales de radiosensibilisation de notre modèle par les AGuIX®, leur localisation après internalisation ainsi que les conséquences biologiques générées à l’échelle subcellulaire ont été successivement étudiées. Enfin, une approche préliminaire protéomique a été initiée afin d’identifier des cibles moléculaires potentielles impliquées dans cette radiosensibilisation. Le traitement des cellules SQ20B avec 0.8mM Gd pendant 24h se sont révélées être optimales avec un DEF (dose enhancement factor) de 1.3. Les AGuIX® sont localisées presque exclusivement dans les lysosomes après internalisation. La radiosensibilisation est liée à une surproduction de radicaux libres oxygénés, minimisée toutefois par des défenses antioxydantes endogènes élevées. Le traitement combiné (AGuIX®+ irradiation) déclenche spécifiquement la mort cellulaire autophagique et s’accompagne d’une augmentation significative du nombre de cassures double brins résiduelles complexes. L’étude protéomique préliminaire a permis d’identifier une cible moléculaire potentiellement impliquée dans cette radiosensibilisation (la ribonucléotide réductase), cible qui fera l’objet d’une suite à ce travail. De plus, la prochaine étape sera de comprendre les mécanismes qui relient les AGuIX® internalisées dans les lysosomes avec l’augmentation de la mort cellulaire autophagique après irradiation / Head and Neck Squamous Cell Carcinoma is ranked among the top ten deadliest cancers due to its high radioresistance and recurrence. One radiosensitizing strategy is the use of high-Z metal nanoparticles. In this study, ultrasmall gadolinium-based nanoparticles, AGuIX®, were used for their potential as a radiosensitizing agent. The objectives of this work were to determine the radiosensitizing conditions of AGuIX® in an HNSCC cell model, their localization after uptake, and the biological consequences generated at the subcellular level after the combined treatment. A preliminary proteomic approach was initiated in order to identify potential molecular targets involved in radiosensitization. The treatment of SQ20B cells with 0.8mM Gd for 24h resulted in a dose enhancement factor (DEF) of 1.3. AGuIX® were predominantly localized in lysosomes. The overproduction of radical oxygen species following AGuIX® + radiation was intimately involved in the radiosensitization, although largely subdued by the high level of endogenous antioxidant defenses. Autophagy was specifically triggered after the combined treatment, while other irradiation-induced cell deaths remained unchanged. The number of complex, residual double strand breaks (DSBs) was specifically increased with AGuIX® combined to radiation. Lastly, our preliminary proteomic analysis allowed the isolation of potential molecular targets with great promise. Collectively, it seems that the radiosensitizing effect observed in this work may result from a combination of events.Future work is required to understand the mechanisms linking lysosomes-entrapped AGuIX® with the upregulation of autophagic cell death after radiation

La compréhension des interactions entre les nanomatériaux et les entités biologiques est fondamentale pour développer des nanoproduits en oncologie. NBTXR3 (nanoparticule inerte d'oxyde d'hafnium) et protoporphyrine IX (Pp IX) nanotransporteur (nanoparticule de silice encapsulant le Pp IX, le monomère du Photofrin®) sont des nanoproduits, issus des plateformes Nanobiotix, développés pour élargir la fenêtre thérapeutique des traitements du cancer en utilisant des sources d'activation externe de type " on " / " off ". La première partie de ce travail présente l'étude de l'interaction de NBTXR3 avec des cellules tumorales coliques humaines. NBTXR3 pénètre par endocytose et persiste dans le compartiment endolysosomial. Une augmentation significative de la réponse cellulaire à la radiothérapie est démontrée après activation de NBTXR3 par des radiations ionisantes. L'irradiation des cellules traitées par NBTXR3 entraîne des modifications spécifiques de leur morphologie par rapport aux contrôles; elles sont décrites ici. Une deuxième partie présente la synthèse d'un nouvel hybride pour la thérapie photodynamique, le Pp IX nanotransporteur, et étudie son interaction in vitro avec six lignées de cellules tumorales humaines et in vivo dans un modèle de souris nude xénogreffée avec trois types tumoraux. In vitro, le Pp IX nanotransporteur activé à 630 nm est plus efficace que le Pp IX libre. De plus, ce nouvel hybride favorise la biodistribution du Pp IX, avec une cinétique d'accumulation tumorale différente entre les modèles. La compréhension des interactions entre nanoparticules et cellules cancéreuses, apportée par ce travail, contribue à la création de nanothérapies innovantes.