Le rayonnement ionisant est largement utilisé dans de nombreux domaines, notamment l’énergie, la médecine, l’industrie et l’agriculture. Bien qu’elle apporte des bénéfices importants, elle représente également des menaces directes et potentielles pour la santé humaine, en particulier pour les travailleurs du travail et les patients atteintsde cancer 1,2. Étant donné que la peau est le plus grand organe du corps et forme son revêtement externe, elle devient inévitablement la cible principale lors de l’exposition aux radiations ionisantes. Composée de l’épiderme, du derme et du tissu sous-cutané, la peau remplit des fonctions physiologiques indispensables. Cependant, les mécanismes sous-jacents aux lésions cutanées induites par les radiations et les stratégies efficaces de prévention et de traitement restent insuffisamment éclairées. Il est donc crucial de disposer d’un modèle expérimental standardisé et reproductible qui cible spécifiquement les lésions cutanées induites par les radiations dans la couche superficielle et qui soit adapté aux études mécanistes et interventionnelles. Par conséquent, pour faire progresser la recherche dans ce domaine, nous avons établi avec succès un nouveau modèle animal de lésions cutanées par radiation.
Dans les études conventionnelles, le rayonnement à haute énergie, tel que les rayons X ou les rayons γ, est couramment utilisé pour induire les lésions cutanées modèles 3,4. Ces types de radiations possèdent une grande capacité de pénétration, leur permettant d’interagir facilement avec les tissus et organes sous-cutanés et profonds. Par conséquent, tout en induisant des lésions cutanées, elles déclenchent également des réponses étendues dans les tissus profonds, ce qui compromet la spécificité du modèle pour la recherche centrée sur la peau et complique considérablement l’interprétation desrésultats 5. Ce manque de spécificité tissulaire représente une limitation majeure lorsque l’objectif principal de la recherche est d’étudier les dommages liés aux radiations restreintes de la peau plutôt que les effets systémiques des radiations.
En revanche, nous avons développé un modèle plus spécifique et affiné des lésions cutanées, tirant parti des caractéristiques du radiation β strontium-90 (90Sr), à savoir sa faible énergie et sa pénétration tissulaire limitée. Des recherches ont montré que les dommages causés par les rayons β sont principalement limités aux couches épidermique et dermique de lapeau, minimisant ainsi efficacement les interférences liées à la réponse des tissus profonds. Comparée aux modèles de radiation à forte pénétration, cette approche permet une localisation précise des blessures, une atteinte réduite des organes viscéraux et une meilleure interprétabilité des modifications pathologiques et inflammatoires spécifiques à la peau. De plus, l’utilisation de rayons β pour établir un modèle de radiodermatite est également justifiée par des considérations cruciales des menaces réelles potentielles. Les leçons tirées de l’accident nucléaire de Tchernobyl démontrent qu’une exposition externe à haute dose à des particules de β peut entraîner de graves brûlures β voire des blessuresmortelles. De plus, des risques potentiels à long terme pour la santé posés par le rayonnement β provenant de contaminants radiés existentégalement 8,9.
Pour explorer ces mécaniques, il est également crucial de sélectionner un animal approprié à soumettre à l’irradiation par rayons β. Bien que les mini-cochons aient été utilisés avec succès pour établir des modèles de lésions cutanées induites par les rayonspar β 10,11, leur applicabilité générale en recherche est plus limitée que celle des souris. De plus, une caractéristique clé de la peau de souris est sa forte densité de follicules pileux, ce qui en fait un modèle adapté pour explorer les effets des radiations sur les appendices cutanés dans l’étude des lésions cutanées par radiation. Ainsi, l’utilisation d’un modèle souris présente des avantages notables. De plus, les modèles murins offrent des avantages pratiques, notamment un coût plus faible, un débit plus élevé, une manipulabilité génétique et une compatibilité plus large avec les analyses moléculaires et immunologiques, ce qui les rend particulièrement adaptés aux études mécanistiques et au dépistage par intervention.
Les cytokines inflammatoires sont de petites molécules ou protéines biologiquement actives, sécrétées aussi bien par les cellules immunitaires que non immunitaires, classées globalement comme pro-inflammatoires ou anti-inflammatoires. Dans les dommages cutanés induits par les rayonnements ionisants, ces cytokines sont des facteurs clés. En réalité, de tels dommages sont fondamentalement une maladie inflammatoire incontrôlée, principalement orchestrée par un réseau de cytokines et dechimiokines 12. L’IL-6 est un médiateur pro-inflammatoire clé et l’une des cytokines essentielles impliquées dans les réponses inflammatoires aiguës aux radiations et infections 13,14,15. Des études récentes ont montré que la radiation active la voie de signalisation IL-6/STAT3 et la sénescence cellulaire, favorisant ainsi l’infiltration des cellules immunitaires et contribuant à la dermatite par radiation, à l’inflammation cutanée et à la perte decheveux 16. Fait intéressant, il présente également des effets radioprotecteurs dans des contextesspécifiques 17,18. En revanche, l’IL-10 est un régulateur anti-inflammatoire important. Ses fonctions incluent la limitation des réponses inflammatoires excessives, le renforcement de l’immunité innée, la promotion des mécanismes de réparation tissulaire et le maintien de l’homéostasie tissulaire pendant les infections et l’inflammation19,20. L’IL-10 agit souvent en synergie avec l’IL-6, démontrant des effets bénéfiques pour favoriser la cicatrisation des plaies dermiques, réduire la formation de cicatrices et améliorer certaines affectionsdermatologiques 21,22,23. Bien que des recherches existantes aient démontré que l’IL-6 et l’IL-10 répondent respectivement à l’exposition aux radiations et aux ultraviolets,respectivement 16, 24, 25, leurs réponses aux radiations β restent incertaines.
En résumé, cette étude vise à établir un modèle murin stable et reproductible des lésions cutanées induites par radiations par 90β-radiations de Sr. Ce modèle est particulièrement adapté aux études portant sur les lésions cutanées aux radiations, les scénarios d’exposition à la β aux radiations, la régulation inflammatoire, les lésions des appendices cutanés et le remodelage tissulaire à long terme. Cependant, elle n’est pas destinée à reproduire la radiothérapie tumorale des tissus profonds ou solide, qui nécessite généralement des radiations très pénétrantes telles que les rayons X ou les rayons γ. Nous présentons les procédures d’établissement du modèle et de validation systématique de sa faisabilité par des évaluations multiniveaux, incluant le score de lésions radioactives, l’examen histologique et l’expression moléculaire des cytokines clés (IL-6 et IL-10). L’analyse dynamique de ces paramètres aidera à clarifier les rôles réglementaires de l’IL-6 et de l’IL-10 dans le processus de lésion, fournissant ainsi une base expérimentale solide et une référence théorique pour le développement de stratégies d’intervention ciblées à l’avenir.