Étude de faisabilité testant les réponses transcriptionnelles comme indicateur des réponses individualisées aux effets des rayonnements (RTGene)

Les marqueurs biologiques de l'exposition aux rayonnements jouent un rôle crucial dans le triage des personnes susceptibles d'être exposées à la suite d'un accident ou d'un incident radiologique. Ils peuvent également estimer les doses individuelles qui permettent d'évaluer les effets tardifs des rayonnements chez les personnes touchées. Ces dernières années, le test d'expression génique s'est avéré être un marqueur biologique sensible de l'exposition aux rayonnements avec le potentiel d'être utilisé pour une dosimétrie véritablement individualisée. La possibilité d'utiliser ce test d'expression génique dans un scénario de pertes massives à grande échelle a été proposée et testée dans un récent exercice d'intercomparaison. Les techniques cytogénétiques classiques, et en particulier le dosage dicentrique de référence, présentent deux inconvénients principaux : (1) manque de haut débit et (2) délais de plusieurs jours entre le prélèvement sanguin et la disponibilité des résultats. Bien que des travaux supplémentaires soient nécessaires pour évaluer davantage sa pertinence à des fins de triage, il est clair que l'analyse de l'expression génique dans les échantillons de sang peut fournir des informations précieuses, car il existe une fenêtre de temps (c. 12-48 heures) après une exposition aux rayonnements où des gènes spécifiques sensibles aux rayonnements ont des réponses linéaires à la dose (0-5 Gy). La plupart des travaux à ce jour se sont concentrés sur le développement de tests sensibles pour étudier les modifications de l'expression génique à l'aide d'une technologie de pointe, c'est-à-dire des systèmes quantitatifs multiplex, de réaction en chaîne par polymérase numérique (qPCR) et de comptage moléculaire.

À Public Health England (PHE), une technologie récemment établie permet le comptage direct des molécules d'acide nucléique (ADN, ARNm, miARN et lncARN) sans avoir besoin d'étapes de réaction enzymatique ou d'amplification, ce qui réduit le temps de collecte des données. Le système offre une capacité de multiplexage comparable aux puces à ADN mais avec une plus grande précision et sensibilité. Un autre avantage unique de cette technologie est qu'il n'y a pas besoin d'analyses bioinformatiques longues et chronophages car les résultats sont obtenus en nombre compté d'événements. Cette nouvelle technique d'analyse de l'expression génique a été évaluée pour des applications de radiodosimétrie avec des résultats prometteurs. En outre, l'expression génique s'est révélée très prometteuse en tant que marqueur des effets tardifs des rayonnements, par exemple des réactions tissulaires normales après une radiothérapie curative pour le cancer du sein. Les données cliniques suggèrent que les réponses inflammatoires systémiques jouent un rôle essentiel dans la progression des effets des rayonnements : par exemple, le rapport neutrophiles/lymphocytes représente un marqueur de l'inflammation systémique avant le traitement et est un facteur pronostique indépendant utile pour l'évaluation du risque individuel dans le cancer du sein. patients cancéreux en radiothérapie. Les gènes pertinents pour les réponses inflammatoires sont donc des candidats intéressants pour une enquête plus approfondie. La linéarité de la dose-réponse transcriptionnelle pour des gènes spécifiques sensibles aux rayonnements dans des échantillons de sang humain exposés ex vivo a récemment été démontrée pour la première fois, et la variabilité interindividuelle de la réponse après des expositions à faibles doses et à fortes doses a été récemment évaluée. La prochaine étape logique pour le développement biologique du test d'expression génique est de valider ces nouvelles techniques avec des échantillons de sang humain exposés à des radiations in vivo.

L'utilisation d'échantillons de patients subissant une radiothérapie pour la validation des techniques a gagné en popularité ces dernières années. Une planification de traitement sophistiquée pour la radiothérapie clinique conduit à des calculs de dose individuelle très précis qui permettent la validation des estimations biologiques de la dose. La gamme de programmes de radiothérapie standard choisis pour l'inclusion dans cette étude fournira une large gamme de doses pour l'évaluation du test d'expression génique seul et en combinaison avec les autres tests cytogénétiques, pour simuler une gamme de scénarios d'exposition potentiels.

Des échantillons de sang périphérique seront prélevés avec le consentement éclairé des patients subissant une radiothérapie standard avant et pendant le traitement des tumeurs du sein, des poumons, gastro-intestinales et génito-urinaires. Les réponses de panels comprenant jusqu'à 800 ARN codants et non codants seront évaluées dans les échantillons à l'aide du système nCounter. Les gènes candidats identifiés par PHE, Columbia et/ou dans la littérature comme étant spécifiques aux réponses aux rayonnements seront inclus, ainsi que les gènes pertinents aux réponses inflammatoires systémiques, pour identifier les réponses transcriptionnelles pour une gamme de doses et d'expositions sur une base interindividuelle. Les données seront analysées à l'aide d'outils statistiques existants et nouveaux axés sur la modélisation des données de comptage. Le résultat escompté est l'identification d'un panel de gènes spécifiques aux rayonnements pour informer les réponses individuelles aux rayonnements et si les résultats sont favorables, un suivi à grande échelle de ce projet pilote est prévu en temps voulu.