Les ruptures à double brin de l’ADN (DSB) figurent parmi les formes les plus graves de dommages à l’ADN car une réparation inexacte peut compromettre la stabilité du génome et contribuer au développement tumoral ou à la mortcellulaire 1,2,3. Pour contrer ces menaces, les cellules utilisent plusieurs voies de réparation de l’ADN, dont la recombinaison homologue (HR), considérée comme le mécanisme le plus précis pour réparer les DSB 2,4,5. Contrairement aux voies de réparation sujettes aux erreurs, HR utilise une séquence d’ADN homologue comme modèle pour restaurer l’information génétique sur le site endommagé. Par conséquent, la HR fonctionne principalement pendant les phases S et G2 du cycle cellulaire, lorsque des chromatides sœurs sont disponibles pour servir de modèles de réparation 2,5. Notamment, la HR est essentielle à la réparation précise des DSB provenant de sources endogènes telles que le stress de réplication, ainsi que des insultes exogènes telles que les radiations ionisantes (RI) et les agents chimiothérapeutiques nuisant àl’ADN 2,5.
RAD51 est un effecteur central de la voie HR et joue un rôle crucial dans la recherche d’homologie et l’invasion des brins lors de la réparation médiée par HR des DSB 2,5. Après la formation du DSB, les extrémités de l’ADN subissent une résection, un processus initié par le complexe MRE11–RAD50–NBS1 (MRN) et les facteurs associés qui génèrent des surplombs d’ADN simple brin 3′. Ces régions à simple brin sont initialement recouvertes par la protéine de réplication A (RPA), qui empêche la formation de structures secondaires et stabilise l’intermédiairede réparation 4,5,6. La HR est ensuite lancée par les actions coordonnées de BRCA1, PALB2 et BRCA2, qui facilitent le recrutement et le chargement de RAD51 sur l’ADN réséqué, déplaçant la RPA et favorisant la formation de filaments nucléoprotéiques contenant RAD51 4,5,6. Une fois assemblés, ces filaments recherchent des séquences d’ADN homologues au sein de la chromatide sœur et catalysent l’échange de brins, facilitant ainsi une restauration fidèle de l’ADNendommagé 4,5,6. L’accumulation de RAD51 aux sites DSB apparaît microscopiquement sous forme de foyers nucléaires ponctués qui peuvent être détectés par l’immunofluorescence 7,8,9,10. Parce que la formation de ces foyers reflète l’engagement réussi de la machine RH, l’analyse des foyers RAD51 est devenue une approche fonctionnelle largement utilisée pour évaluer la capacité de la FC et la compétence en réparation de l’ADN dans les cellules7, 8, 9, 10. Il est important de noter que ce test mesure la capacité des cellules à exécuter une réponse de fréquence cardiaque après une lésion de l’ADN, plutôt que de se fier uniquement aux niveaux d’expression des gènes ou protéines associés à la fréquence cardiaque.
Les défauts de la FC sont fréquemment observés dans le cancer, en particulier dans les tumeurs présentant des altérations des paralogues BRCA1, BRCA2, RAD51, ou d’autres gènes impliqués dans la HR, et sont particulièrement fréquents dans les cancers de l’ovaireet du sein 4,11,12,13,14. La carence en HR a d’importantes implications thérapeutiques, car elle confère une sensibilité accrue aux agents nuisibles à l’ADN tels que la thérapie au platine et aux inhibiteurs de poly(ADP-ribose) polymérases (PARP) grâce au principe de létalitésynthétique 4,11,12,13,14,15 . Par conséquent, des tests fonctionnels fiables pour évaluer l’activité des RH sont essentiels tant pour les études mécanistes que pour la recherche translationnelle.
Ce protocole décrit un test basé sur l’immunofluorescence pour la détection et la quantification des foyers nucléaires de RAD51 après des dommages à l’ADN dans les cellules cancéreuses de l’ovaire. Le flux de travail comprend l’induction de DSB d’ADN à l’aide de l’IR, suivie d’une détection immunofluorescente de RAD51 et γH2AX et de la quantification des foyers nucléaires co-localisés par microscopie confocale. Le protocole est démontré avec des cellules OVCAR-8 compétentes en HR et des cellules ABTR2 résistantes à l’inhibiteur de PARP acquises, et fournit une approche fonctionnelle reproductible pour évaluer l’activité de la HR après la formation du DSB. Bien que l’analyse des foyers RAD51 soit largement utilisée comme mesure fonctionnelle de l’activité du HR, les méthodes disponibles se concentrent souvent sur des contextes expérimentaux spécifiques et manquent fréquemment de directives détaillées sur l’intégration de l’induction contrôlée de dommages à l’ADN, la confirmation de la formation de la DBS de l’ADN, les contrôles de validation des essais et la quantification standardisée basée sur l’image. De plus, des approches alternatives pour évaluer la fonction de la HR, y compris les tests de cicatrices génomiques, les signatures mutationnelles et les analyses d’expression de gènes ou de protéines, fournissent des mesures indirectes du statut de HR et n’évaluent pas directement la capacité cellulaire à recruter RAD51 vers les sites de dommages à l’ADN. Les tests basés sur des reporters tels que DR-GFP permettent des mesures directes de l’activité de la HR mais nécessitent un génie génétique stable et ne sont pas facilement applicables à de nombreux modèles expérimentaux. Ainsi, le flux de travail décrit ici combine des dommages à l’ADN induits par IR avec une coloration immunofluorescence double RAD51/γH2AX afin de vérifier simultanément la formation de DSB et de quantifier le recrutement de RAD51 vers la chromatine endommagée. Cette approche fournit une méthode pratique, biologiquement pertinente et largement applicable pour l’évaluation fonctionnelle directe de la compétence en RH dans les cellules cancéreuses cultivées, tout en intégrant des contrôles d’essai, des étapes de validation et des procédures standardisées de quantification des focalises.