PREFACE / PRÉFACE

The French-language symposiums on basic and appliedradiobiology are designed to promote multidisciplinarymeetings between students, researchers, teachers, physi-cians, and all other francophone socioprofessionals con-cerned about the interaction of radiation with living matter.They are therefore an opportunity for a unique and particu-larly rich encounter among specialists covering a widerange of expertise: physicists, physical chemists, radiationchemists, molecular or cellular biologists, radiobiologists,radiotherapists, nuclear physicians, pharmacists, and spe-cialists in radiation protection, radiopathology, and radio-sterilization.

The fourth symposium on basic and applied radio-biology was held in Saint-François (Guadeloupe - France)at the Anchorage hotel. The conference brought together80 participants from various countries: Germany, Belgium,Canada, Israel, Japan, France, and the U.S.A. The mainscientific topics discussed covered all specialties relating tothe interactions of ionizing radiation.

Physico-chemical bases of radiobiology

The topics discussed were: processes induced in biologi-cal molecules and biopolymers by ionizing particles; directand indirect mechanisms; modelling of interactions andtheir effects; and DNA damage induced by various radia-tions.

There were presentations on the chemistry of lipids andfatty acids and of cellular signalling proteins. There wasalso a comprehensive review of the radical chemistry ofsulphur compounds and a study of the homolytic reactionsof tamoxifen.

One avenue of research that is clearly growing is that ofthe radiolysis of different molecules (water, DNA, etc.) byheavy ions having a high LET. In the case of the radiolysisof water, attention focused on the production ofsuperoxygen radicals as a function of LET. DNA damageinduced by high LET particles, and its mutagenic effects,were also discussed.

Another interesting point concerns the demonstration ofthe relationship between damage to DNA and its structure(sequence of base pairs). It was explained that DNA lig-ands may play a protective role vis-à-vis radiation-induceddouble-strand breaks. One particularly original study con-cerns DNA damage induced by low-energy electrons(about 10 eV). This provides an understanding of the role

Les colloques de radiobiologie Fondamentale et Appliquéeen langue française ont pour objectifs de promouvoir lesrencontres multidisciplinaires entre les étudiants, leschercheurs, les enseignants, les médecins et toutes autrescatégories socioprofessionnelles francophones concernées parl’interaction des rayonnements avec la matière biologique. Ilspermettent à ce titre une confrontation unique et partic-ulièrement riche entre specialistes couvrant un vaste domained’expertise: physiciens, physico-chimistes, chimistes desradiations, biologistes moléculaires ou cellulaires, radio-biologistes, radiothérapeutes, médecins nucléaires, pharm-aciens, spécialistes de radioprotection et de radiopathologie,de radiostérilisation.

Le quatrième colloque de radiobiologie fondamentale etappliquée s’est tenu à St François (Guadaloupe - France) àl’hôtel Anchorage. La conférence à réuni quatre-vingt partici-pants de divers pays: Allemagne, Belgique, Canada, Israel,Japon, France, U.S.A. Les principaux thèmes scientifiquesdébattus se sont répartis dans toutes les spécialités ayant traità l’interaction du rayonnement ionisant.

Bases physico-chimique de la radiobiologie

Les thèmes abordés ont été: Processus induits dans lesmolécules biologiques et les bioolymères par les particulesionisantes. Mécanismes directs et indirects. Modélisation desinteractions et de leurs effets. Dommages induits dans l’ADNpar différents rayonnements.

Des exposés ont porté sur la chimie des lipides et desacides gras, et de protéines de la signalisation cellulaire.Citons également une revue d’ensemble sur la chimieradicalaire des composés soufrés et une étude des réactionsradicalaires du tamoxifène.

Un axe de recherche qui se développe nettement est celuide la radiolyse de différentes molécules (eau, ADN...) par lesions lourds possédant un haut TEL. Dans le cas de laradiolyse de l’eau, l’attention s’est portée sur la productiondes radicaux superoxyde en fonction du TEL. Les dommagesde l’ADN induits par des particules de haut TEL, et lesconséquence mutagènes, ont aussi été discutés.

Un autre point intéressant concerne la mise en évidence dela relation entre les dommages de l’ADN et sa structure(séquence des padres de bases). Il a été exposé que les ligandsde l’ADN peuvent jouer un rôle protecteur vis-à-vis descoupures double brins radioinduites. Une étude partic-ulièrement originale concerne les dommages de l’ADN

Fourth Biannual International Symposiumon Fundamental and Applied Radiobiology:from Radiobiology to the Clinic

Quatrième Colloque de RadiobiologieFondamentale et Appliquée : de la Radio-biologie à la Clinique

Saint-François (Guadeloupe), FranceDecember 6 – 11 1999

Saint-François (Guadeloupe), France06 – 11 décembre 1999

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of low-energy electrons resulting from the ionization of theenvironment by radiation.

Radiotherapy

The main topics were: all forms of radiotherapy, in par-ticular new approaches such as neutron capture therapy,protontherapy; and therapy by multicharged ions (hadron-therapy).

A number of presentations showed the importance ofheavy ions in treating tumours because of their relative bio-logical effectiveness (RBE). The radiotherapists involved inprograms of heavy-ion radiotherapy (hadrontherapy) stressedthe need for objective benchmarks for comparing the differentprotocols developed with the various particle beams available.The use of the notion of RBE for hadrons is still a very deli-cate area, especially in clinical practice.

Radiobiology

The main topics were: cellular radiosensitivity; carcino-genesis; cell communications and free radicals; oxidativestress; problems of low doses; activation of oncogenes andanti-oncogenes; and genomic instability and transfer to un-irradiated neighbouring cells.

There were a number of discussions about the effects in-duced by ionizing radiations on cells. Of special note wasthe revelation of the possibility of transferring genomic in-stability from an unirradiated cell to its offspring, and alsoto unirradiated neighbouring cells. Of particular interest isthe empirical observation that simply touching the cell’scytoplasm can produce a high rate of mutations. The mech-anisms seem to involve the gap junctions and the inductionof the proteins p53 and p21 WAF1. These results relate tothe significant problem of the mutagenic nature of lowdoses.

Work demonstrating a possible chromosomal or molecu-lar signature of radiation-induced cancers was presented.These cancers would be mainly those initiated by the lossof suppressor genes.

The effects of ionizing radiations on complex organismswere also amply presented. A preliminary study on the ef-fects of heavy ions on neuroendocrinal regulation under-scored the risk for astronauts of the immunological effectsof prolonged exposure to cosmic radiation.

Discussions on the induction of radioresistance sug-gested the existence of radiation protection mechanisms in-ducible by low doses. The adaptive response to one type ofradiation is not specific to the radiation used and can in-duce an adaptation to other radiations. It requires a periodof 4 to 6 hours following low-dose exposure, and is transi-tory. Also worth noting is its variability according to theindividual.

Finally, we might mention the work relating to radia-tion-induced changes in the permeability of the blood brainbarrier.

The applications to radiation protection and to radioster-ilization were also discussed.

In conclusion, the conference achieved the proposed ob-jectives. All participants mentioned the scientific excel-lence of the papers. The abundance of original work

induits par les électrons de basse énergie (environ 10 eV). Cepoint permet de comprendre le rôle des électrons de basseénergie provenant de l’ionisation du milieu par le rayon-nement.

Radiothérapie

Principaux thèmes: Radiothérapie sous toutes ses formes eten particulier les voies nouvelles: thérapie par capture deneutrons, protonthérapie et thérapie par les ions multichargés(hadronthérapie).

Plusieurs exposés ont montré l’intérêt des ions lourds dansle traitement des tumeurs, du fait de leur efficacité biologiquerelative (EBR). Les radiothérapeutes impliqués dans lesprogrammes de radiothérapie par les ions lourds (hadron-thérapie), ont souligné la nécessité de disposer de référencesobjectives pour comparer les différents protocoles réalisésauprès des différents faisceaux de particules disponibles.L’utilisation de la notion d’EBR pour les hadrons est encoretrès délicate, particulièrement en pratique clinique.

Radiobiologie

Principaux thèmes: Radiosensibilité cellulaire, cancéro-genèse. Communications cellulaires et radicaux libres. Stressoxydant. Problèmes des faibles doses. Activation d’onco-gènes et d’anti-oncogènes. Instabilité génomique et transfertàdes cellules voisines non irradiées.

Les effets induits par les rayonnements ionisants sur descellules ont fait l’objet de plusieurs débats. On retiendra enparticulier la mise en évidence de la possibilité de transférerune instabilité du génome d’une cellule irradiée à sadescendance, mais aussi à des cellules voisines non irradiées.Un point particulièrement intéressant est la constatationexpérimentale que le fait de toucher seulement le cytoplasmede la cellule peut induire un taux élevé de mutations. Lesmécanismes semblent impliquer les gap junctions,l’induction des protéines p53 et p21Walf. Ces résultats sonten relation avec l’important problème du caractère mutagènedes faibles doses.

Des travaux relatifs à la mise en évidence d’une éventuellesignature chromosomique ou moléculaire des cancersradioinduits ont été présentés. Ces cancers seraient surtoutceux initiés par des pertes de gènes suppresseurs.

Les effets des rayonnements ionisants sur les organismescomplexes ont été aussi largement présentés. Une étudepréliminaire sur les effets des ions lourds sur les régulationsneuro-endocriniennes a souligné le risque pour les spation-autes des conséquences immunitaires résultant d’expositionsprolongées au rayonnement cosmique.

Des discussions à propos de l’induction de radiorésistanceont suggéré l’existence de mécanismes radioprotecteursinductibles par de faibles doses. La réponse adaptative à untype de radiations n’est pas spécifique du rayonnementutilisé, et peut induire une adaptation à d’autres rayon-nements. Elle nécessite un délai de 4 à 6 heures suivantl’exposition à faible dose et elle est transitoire. Il faut aussisouligner sa variabilité en fonction des individus.

Enfin mentionnons les travaux relatifs aux modificationsde la perméabilité de la barrière hémato-encéphaliqueinduites par les rayonnements.

(ii)

Les applications à la radioprotection et à la radio-stérilisation ont également été débattues.

En conclusion, la conférence a permis de réaliser lesobjectifs proposés. Tous les participants ont souligné l’excel-lent niveau scientifique des communications. On notel’abondance de travaux originaux présentés dans desdomaines en plein développement. Il a donc été décidé decontinuer cette série de conférences. L’organisation du 5Ëme

Colloque de la série, qui se tiendra en 2001, a été confiée àM. Diserbo et C. Martin (C.R.S.S.A. M, La Tronche,France).

Chantal Houée-LevinClaude Le Sech

presented in these rapidly growing fields was noted. Itwas therefore decided to continue this series of lectures.M. Disebo and C. Martin (C.R.S.S.A. M, La Tronche,France) have been entrusted with organizing the fifth sym-posium in the series, to be held in 2001.

[Translated by the Editors]

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