Le mécanisme de réparation par excision du 5-hydroxyméthyluracile dans l’ADN conduit à l’apoptose dans les lignées de fibroblastes de mammifère

¹ Department of Pathology, New York University School of Medicine, Sackler Institute of Graduate Biomedical Sciences, and The Rita and Stanley Kaplan Cancer Center, New York, NY 10016, New York.
² Department of Oncology, Montefiore Hospital, Albert Einstein School of Medicine, Bronx, NY 10467, USA.

Résumé

Nous avons déjà démontré que la toxicité de la 5-hydroxyméthyl-2'- désoxyuridine (hmdUrd) envers les fibroblastes de hamster Chinois (cellules V79) résulte de l’excision d’un grand nombre de résidus d’hydroxyméthyluracile de l’ADN par l’enzyme hydroxyméthyluracile-DNA glysosylase. Nous montrons à présent que la mort des cellules V79 liée à ce mécanisme d’excision de la hmdUrd est du type apoptotique dans au moins 25% des cas. L’incubation des cellules V79 en présence de hmdUrd aboutit aux changements caractéristiques de l’apoptose mesurés par électrophorèse sur gel, cytométrie de flux et microscopie optique. Toutefois, hmdUrd ne provoque pas l’apoptose des cellules V79mutl qui ne possèdent pas de système de réparation par excision de la hmUra. L’électrophorèse en champ pulsé montre que le traitement par la hmdUrd aboutit la formation de fragments d’ADN double brin de haut poids moléculaire (2,2 Mb - 4,5 Mb) avant formation de l’échelle internucléosomale dans le cellules V79. L’analyse immunochimique montre que la protéine p53 est mutée dansles cellules V79 et V19mutl, indiquant que l’apoptose obtenue par un mécanisme de réparation par excision des bases de l’ADN est indépendante de l’action de p53. Ces résultats démontrent donc que l’apoptose secondaire à l’altération de l’ADN peut être la conséquence d’une activité de réparation de l’ADN.

Abstract

Our previous studies have demonstrated that the toxicity of 5- hydroxymethyl-2'-deoxyuridine (hmdUrd) to Chinese hamster fibroblasts (V79 cells) was the result of the enzymatic removal of large numbers of hydroxymethyluracil residues from the DNA backbone. Here we report that at least 25% of the DNA repair dependent hmdUrd induced cell death in V79 cells is apoptosis. Incubation of V79 cells with hmdUrd resulted in the characteristic changes of apoptosis as measured by gel electrophoresis, flow cytometry, and light microscopy. However, hmdUrd did not induce apoptosis in V79mutl cells, which are deficient in DNA base excision repair of hmUra. Pulse field gel electrophoresis indicated that hmdUrd treatment resulted in high molecular weight (2.2 Mb - 4.5 Mb) DNA double strand breaks prior to intemucleosomal ladder formation in V79 cells. Our results indicate that DNA base excision repair leads to the generation of high molecular weight DNA double strand breaks, resulting in apoptosis in V79 cells. Immunochemical analysis showed that both V79 and V79mutl cells contained mutant p53, indicating that DNA base excision repair induced apoptosis is independent of p53 function. Thus, these results demonstrate that apoptosis following DNA damage can be a consequence of DNA repair activity.