Irradiation de molécules d`intérêt biologiques - Pamo

Irradiation de molécules d’intérêt biologiques : une approche moléculaire
Alicja Domaracka
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1. Centre de Recherche sur les Ions, les Matériaux et la Photonique (UMR 6252, CEA/C"RS/E"SICAE"/Université de Caen Basse"ormandie), boulevard Henri Becquerel, BP 5133, F-14070 Caen cedex 5, France
* [email protected]
Depuis une dizaine d'années l’intérêt scientifique pour l’étude de l’interaction des rayonnements ionisants
avec des matières biologiques a fortement augmenté. Des radiations ionisantes (faisceaux des photons, d’ions et
d’électrons) sont notamment utilisés en médecine ou dans l’industrie, dans des buts thérapeutiques ou
diagnostiques. Par exemple, l’irradiation de tumeurs malignes par des protons de haute énergie ou par des ions
lourds est devenue un moyen de traitement courant et prometteur pour certains cancers, grâce à un dépôt
d’énergie localisé à une profondeur qui dépend du type de particules et leur énergie (pic de Bragg).
Des nombreuses études ont été menées afin de comprendre des phénomènes dans l’interaction de radiation de
haute énergie avec des cellules vivantes ou des grands segments de molécules d’ADN [1]. Les effets biologiques
sur les cellules vivantes dus aux radiations ionisantes ne résultent pas seulement de l'impact direct des
projectiles. Des particules secondaires telles que des électrons, des ions et des radicaux sont créées provoquant
une grand fraction des endommagements biologiques dans la cellule. Des travaux du groupe de L. Sanche ont
montré que des électrons de basse énergie (< 20eV) pouvaient provoquer des cassures simple et double brins des
molécules d’ADN par processus d’attachements électroniques [2]. De même, des ions de basse énergie
engendrent un endommagement de l'ADN [3].
La présence du milieu cellulaire et la complexité des molécules mises en jeu rendent extrêmement difficile
l’extraction directe des informations dans le cas de la présence d’un environnement. Ainsi, la compréhension
fine des processus induits par les rayonnements ionisants dans une cellule nécessite une analyse poussée des
interactions à l’échelle moléculaire en phase gazeuse. Dans ma présentation, je présenterai différentes étude de la
fragmentation de biomolécules induite par différents types de particules ionisantes. Je montrerai aussi quels
effets sont induits sur la fragmentation par les toutes premières couches d'un environnement élémentaire,
constitué d’autres molécules biologiques (agrégats).
Références
[1] par example : K.M. Prise, C.H.L. Pullar, B. D. Michael, “A study of endonuclease III-sensitive sites in irradiated DNA: detection of αparticle-induced oxidative damage”, Carciogenesis 20, pp. 905-909 (1999) 905 ; J. Cadet, T. Douki, D. Gasparutto, J.-L. Ravanat,
“Radiation-induced damage to cellular DNA: measurement and biological role”, Radiat. Phys. Chem. 72, pp. 293-299 (2005) ; C.A. ReitsmaWijker, B.J. Slotman, M.V.M. Laeur, “Mutagenic effect by phenylalanine during γ-irradiation of plasmid DNA in aqueous solution under
oxic conditions”, Mutation Research 454, pp. 71-76 (2000).
[2] B. Boudaiffa, P. Cloutier, D. Hunting, M.A. Huels, L. Sanche, “Resonant formation of DNA strand breaks by low-energy (3 to 20 eV)
electrons”, Science 287, pp. 1658-60 (2000) ; M.A. Hules, B. Boudaiffa, P. Cloutier, D. Hunting, L. Sanche, “Single, ouble, and multiple
double strand breaks induced in DNA by 3-100 eV electrons”, J. Am. Chem. Soc. 125, 4467-4477 (2003).
[3] Z. Deng, I. Bald, E. Illenberger, M.A. Huels, “Beyond the bragg peak: hyperthermal heavy ion damage to DNA components”, Phys. Rev.
Lett. 95, 153201 (2005).