Enhancement of IUdR Radiosensitization by Low-Energy Photons Results from Increased and Persistent DNA Damage

Autor: Jonathan Dadoun, Jean Bourhis, Eric Deutsch, L. Calmels, Fabien Allot, Marc Denoziere, Johann Plagnard, Frederic Pouzoulet, Emilie Bayart, Jean-Luc Ravanat, André Bridier
Přispěvatelé: Unité de radiothérapie moléculaire ( UMR 1030 ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut Gustave Roussy ( IGR ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ), Plateforme de Radiothérapie Expérimentale, Département de Recherche Translationnelle, Institut Curie-Institut Curie, Département de radiothérapie [Gustave Roussy], Institut Gustave Roussy ( IGR ), Laboratoire National Henri Becquerel ( BNM/LNHB ), Laboratoire National Henri Becquerel (BNM/LNHB), Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie ( CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé ( SYMMES ), Institut Nanosciences et Cryogénie ( INAC ), Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut Nanosciences et Cryogénie ( INAC ), Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Radiation Oncology Service, Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] ( CHUV ), Faculté de Médecine Paris Sud, Le Kremlin-Bicêtre, ANR-10-BLAN-1532,RAPHAELO,Radiothérapie par Photo-Activation d'Eléments LOurds ( 2010 ), Radiothérapie moléculaire (UMR 1030), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut Curie [Paris]-Institut Curie [Paris], Institut Gustave Roussy (IGR), Laboratoire National Henri Becquerel (LNHB), Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ), SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre Hospitalier Universitaire Vaudois [Lausanne] (CHUV), ANR-10-BLAN-1532,RAPHAELO,Radiothérapie par Photo-Activation d'Eléments LOurds(2010), Rayet, Béatrice, BLANC - Radiothérapie par Photo-Activation d'Eléments LOurds - - RAPHAELO2010 - ANR-10-BLAN-1532 - BLANC - VALID, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Gustave Roussy (IGR)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département d'instrumentation Numérique (DIN (CEA-LIST))
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
IODODEOXYURIDINE IUDR
Radiation-Sensitizing Agents
medicine.medical_treatment
Cancer Treatment
lcsh:Medicine
DOUBLE-STRAND BREAKS
Biochemistry
Radiation Tolerance
030218 nuclear medicine & medical imaging
[ SDV.CAN ] Life Sciences [q-bio]/Cancer
Pyrimidine analogue
chemistry.chemical_compound
0302 clinical medicine
HUMAN FIBROBLASTS
Medicine and Health Sciences
lcsh:Science
Multidisciplinary
Physics
X-ray
Nucleic acids
Chemistry
Oncology
Cesium Radioisotopes
030220 oncology & carcinogenesis
Physical Sciences
[PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph]
Engineering and Technology
HIGH-LET RADIATION
Tumor Suppressor p53-Binding Protein 1
[CHIM.RADIO]Chemical Sciences/Radiochemistry
[ CHIM.RADIO ] Chemical Sciences/Radiochemistry
Elementary Particles
Research Article
Chemical Elements
Iodine
Clinical Oncology
DNA repair
DNA damage
Cell Survival
CELL LUNG-CANCER
RTOG 86-12
Biophysics
Radiation Therapy
Equipment
[SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer
Radiation
Animals
Cell Line
Tumor
Cell Survival/drug effects
DNA Damage/drug effects
Dose-Response Relationship
Radiation
Humans
Idoxuridine/pharmacology
Kinetics
Photons
Radiation Tolerance/drug effects
Radiation-Sensitizing Agents/pharmacology
Rats
Synchrotrons
Tumor Suppressor p53-Binding Protein 1/metabolism
X-Rays
03 medical and health sciences
[SDV.CAN] Life Sciences [q-bio]/Cancer
CHROMOSOME-DAMAGE
Dosimetry
Idoxuridine
cancer
radioactivity
ionizing radiation
photons
radiotherapy
irradiation
radiosensitization
low-energy X-ray therapy
[CHIM.RADIO] Chemical Sciences/Radiochemistry
[ PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph]
medicine
Genetics
HALOGENATED PYRIMIDINES
Irradiation
Particle Physics
[PHYS.PHYS.PHYS-MED-PH] Physics [physics]/Physics [physics]/Medical Physics [physics.med-ph]
Biology and life sciences
business.industry
lcsh:R
DNA
Radiation therapy
chemistry
X-RAY
lcsh:Q
Clinical Medicine
Particle Accelerators
Nuclear medicine
business
ACTIVATION THERAPY
Zdroj: PLoS ONE
PLoS ONE, Public Library of Science, 2017, 12 (1), pp.168395-168395. 〈10.1371/journal.pone.0168395〉
PLoS ONE, Vol 12, Iss 1, p e0168395 (2017)
PLoS ONE, 2017, 12 (1), pp.168395-168395; e0168395. ⟨10.1371/journal.pone.0168395⟩
PLoS ONE, Public Library of Science, 2017, 12 (1), pp.168395-168395; e0168395. ⟨10.1371/journal.pone.0168395⟩
PloS one, vol. 12, no. 1, pp. e0168395
ISSN: 1932-6203
DOI: 10.1371/journal.pone.0168395〉
Popis: International audience; Low-energy X-rays induce Auger cascades by photoelectric absorption in iodine present in the DNA of cells labeled with 5-iodo-2'-deoxyuridine (IUdR). This photoactivation therapy results in enhanced cellular sensitivity to radiation which reaches its maximum with 50 keV photons. Synchrotron core facilities are the only way to generate such monochromatic beams. However, these structures are not adapted for the routine treatment of patients. In this study, we generated two beams emitting photon energy means of 42 and 50 keV respectively, from a conventional 225 kV X-ray source. Viability assays performed after pre-exposure to 10 μM of IUdR for 48h suggest that complex lethal damage is generated after low energy photons irradiation compared to 137 Cs irradiation (662KeV). To further decipher the molecular mechanisms leading to IUdR-mediated radiosensitization, we analyzed the content of DNA damage-induced foci in two glioblastoma cell lines and showed that the decrease in survival under these conditions was correlated with an increase in the content of DNA damage-induced foci in cell lines. Moreover, the follow-up of repair kinetics of the induced double-strand breaks showed the maximum delay in cells labeled with IUdR and exposed to X-ray irradiation. Thus, there appears to be a direct relationship between the reduction of radiation survival parameters and the production of DNA damage with impaired repair of these breaks. These results further support the clinical potential use of a haloge-nated pyrimidine analog combined with low-energy X-ray therapy.
Databáze: OpenAIRE
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