Les gènes : révélateurs de la dose de rayonnement reçue

2019-04-12

Le SCK•CEN travaille à une méthode permettant de déterminer mieux et plus vite la dose de rayonnement reçue. « Cette méthode se révélerait utile en cas d’exposition élevée à un rayonnement sans matériel d’analyse sur place », explique la radiobiologiste Sarah Baatout (SCK•CEN). Aujourd’hui, nous profitons de la Journée internationale du vol spatial habité pour expliquer l’étude.

Certains gènes réagissent plus sensiblement que d’autres au rayonnement ionisant. « Ils renferment donc davantage d'informations et peuvent donc nous en dire plus sur la quantité de rayonnement absorbée par notre corps », détaille la radiobiologiste Sarah Baatout (SCK•CEN). Dernièrement, les chercheurs du SCK•CEN ont dressé une liste des gènes sensibles au rayonnement et ont prêté en l'occurrence une attention particulière aux exons, c’est-à-dire la partie codante d'un gène. Cette catégorisation est unique dans le domaine de la recherche. Sarah : « Nous avons testé si ces exons peuvent servir de biomarqueurs pour mesurer le rayonnement reçu. »

Pour déterminer la dose de rayonnement reçu, il existe au jour d’aujourd’hui plusieurs options : surveiller l’expression génique, contrôler les anomalies au niveau des chromosomes ou mesurer les lésions de l’ADN et sa réparation. « Notre ADN compte environ 50 000 gènes. L’expression génique donne aux cellules le signal pour produire des protéines, dès que nécessaire. L’expression génique confère une valeur générale par gène, mais chaque exon peut réagir différemment post-rayonnement. Nous pouvons donc en extraire davantage d’informations précieuses et ainsi augmenter la sélectivité de notre mesure. C’est pourquoi nous ne mesurons pas uniquement l’expression du gène entier, mais nous nous concentrons également sur ces séquences codantes qui importent. En étudiant l’expression des exons prédéterminés, nous pouvons (dans la foulée immédiate de l’exposition) mesurer précisément la dose reçue en fonction du temps. Ce faisant, nous pouvons la jouer plus serré en cas p.ex. d’accidents nucléaires. Un rapide screening, le bon diagnostic et un traitement médical ad hoc augmentent les chances de survie après une forte exposition à des rayonnements », détaille Roel Quintens, radiobiologiste au SCK•CEN. Sarah Baatout d’ajouter : « La meilleure solution est pourtant la combinaison de l’expression génique totale et l’expression génique par exon. »

D’autres techniques traditionnelles travaillent par coloration de chromosomes ou localisation des lésions de l’ADN et de leur réparation. Ces techniques constituent des bons indicateurs, mais sont moins sensibles et nécessitent bien du temps. De fait, les chromosomes ne sont visibles que quand la cellule commence à se diviser. C’est pourquoi les chercheurs doivent (après prise de sang) isoler les globules blancs et les incuber jusqu’au moment où les chromosomes sont visibles. Ensuite, ils doivent colorer les chromosomes et/ou les lésions de l’ADN. Au final, l’on obtient des centaines de cellules par patient à analyser. Et ce au microscope", ajoute Sarah Baatout.

Mission destination Mars

La méthode n’en est encore qu’à ses balbutiements. « C’est la première fois que nous tentons de déterminer l’exposition au rayonnement de cette manière en fonction du temps et de la dose. Nous avons identifié les gènes sensibles aux rayonnements et les avons repris comme biomarqueurs possibles. Les premiers résultats sont d’ores et déjà prometteurs, mais des recherches ultérieures doivent encore permettre d’affiner et de peaufiner la méthode », précise la chercheuse Ellina Macaeva, étroitement impliquée dans cette étude. L’équipe en rêve déjà. Sarah Baatout : « Nous envisageons une application en astronautique. Le rayonnement cosmique constitue un des obstacles majeurs aux vols spatiaux habités de longue durée. Dans leur mission vers Mars, les astronautes peuvent être exposés à des niveaux élevés de rayonnement. Ces niveaux élevés de rayonnement sont imputables aux éruptions solaires et aux particules qui se dégagent en cas de soleil actif (Solar Particle Events). Avec cette méthode, nous pourrions surveiller à bord l’exposition au rayonnement sur le corps de tout astronaute eu égard à sa sensibilité spécifique aux rayonnements. »

Recherche spatiale

Le Centre d’étude de l’énergie nucléaire (SCK•CEN) joue depuis très longtemps un rôle fondamental dans la recherche spatiale, en matière de dosimétrie du rayonnement, de biologie humaine et de microbiologie. « Fin 2017, j’ai passé un mois en Antarctique et nous avons envoyé le tout premier bioréacteur dans l’espace », se réjouit Sarah Baatout. « Par ailleurs, nous organisons chaque année une école d’été de l’espace. Cette année, à nouveau, le programme sera intéressant avec des cours théoriques intéractifs, des exercices pratiques et des visites d’installations spatials. Les inscriptions sont ouvertes jusqu’au 20 Mai 2019. »

En savoir plus

Cette recherche a été menée en coopération avec l’Université de Gand et l’Université d’Anvers, et a été récemment publiée dans le journal scientifique International Journal of Radiation Biology. La recherche a bénéficié du soutien financier du DoReMi Network of Excellence de l’Union européenne, sous la convention de subvention n° 249689.