Dr Dmitry Klokov

Biographie

Courte biographie

Le Dr Dmitry Klokov a rejoint l'Université d'Ottawa en tant que professeur auxiliaire en 2017. Il mène actuellement ses recherches dans divers domaines de la radiobiologie à faible dose en tant que responsable du Laboratoire de radiobiologie expérimentale et de radiotoxicologie à l'Institut français de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) à Paris, en France. Avant cela, le Dr Klokov a travaillé aux Laboratoires nucléaires canadiens (LNC) où il a passé 12 ans à établir et à diriger le programme de recherche en radiobiologie à faible dose des LNC. Il a fait ses études de premier et deuxième cycles en Russie, où il a obtenu une licence de l'Université d'État de Krasnoyarsk, une maîtrise de l'Université d'État de Pushchino, puis un doctorat de l'Université d'État de Moscou. Les études supérieures du Dr Klokov ont eu lieu à la Case Western Reserve University (États-Unis), au British Columbia Cancer Research Centre (Canada) et au German Cancer Research Centre en radio-oncologie et radiobiologie.

Contexte des intérêts de recherche

Les scanners sont-ils sûrs ? Vivre près d'une centrale nucléaire est-il sûr ? Ce sont des exemples de questions génériques importantes pour la société qui restent sans réponse. Nous convertissons ces questions en questions/hypothèses scientifiques et les testons dans notre laboratoire en utilisant les sciences et technologies de pointe.

Nos recherches concernent principalement les faibles doses de rayonnements ionisants provenant de sources externes (par exemple, les rayons X et les rayons gamma) et internes (par exemple, les rayonnements émis par le tritium, l'uranium et le césium). Nous cherchons à comprendre comment les rayonnements ionisants à faible dose affectent la stabilité du génome, les réseaux épigénétiques et d'autres réseaux moléculaires régulateurs et comment ils entraînent des altérations des tissus et du système immunitaire qui contribuent finalement à des effets néfastes sur la santé, comme le cancer, les pathologies cérébrales ou cardiovasculaires. Notre objectif global est d'informer les normes de radioprotection qui réglementent les expositions professionnelles, médicales ou environnementales des humains à de faibles doses de rayonnements ionisants.

Intérêts de recherche

La plupart de nos études utilisent des installations d'irradiation d'animaux à faible dose uniques au monde, situées à l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire à Paris, en France, et aux Laboratoires nucléaires canadiens à Chalk River, au Canada. Équipés d'outils et de technologies de pointe et soutenus par des chercheurs et des technologues expérimentés, ainsi que par un réseau mondial de collaborateurs, nous utilisons une variété de modèles expérimentaux in vitro et in vivo pour poursuivre nos objectifs dans plusieurs directions différentes :

• Cancer : dans nos études in vivo sur le cancer, nous utilisons des modèles de cancer chez la souris pour examiner les changements moléculaires, tissulaires et systémiques produits par l'exposition à de faibles doses de rayonnement gamma externe ou bêta interne provenant du tritium ingéré. Nous cherchons à comprendre comment ces changements affectent la tumorigenèse. Nous menons actuellement des études en utilisant la souris APCmin/+ pour le cancer du colon. Nous appliquons des méthodes de biologie systémique, y compris l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique, afin de mieux comprendre les relations de cause à effet entre les paramètres à différents niveaux de l'organisation biologique : épigénome, transcriptome, dommages et réparation de l'ADN, immunologie, tumorigenèse et pathologie tissulaire. Nous espérons contribuer, grâce à ces nouvelles connaissances, à l'élaboration d'une voie d'évaluation des effets indésirables (AOP) pour ce type de cancer ou d'autres.
• Neurobiologie : à l'aide d'une plateforme de recherche sur les rayonnements pour petits animaux, nous imitons les expositions du cerveau humain à des doses de rayonnement faibles à intermédiaires chez la souris et surveillons les changements neurologiques qui concernent le développement du cerveau des enfants et peuvent avoir un impact sur les fonctions cognitives et comportementales. Grâce à notre installation unique d'exposition aux aérosols radioactifs, nous étudions également comment l'inhalation de micro- et nanoparticules, par exemple des particules de tungstène, peut entraîner un transfert direct de ces particules vers le cerveau via le nerf olfactif et provoquer des altérations neurologiques.  
• Vieillissement : pour explorer la façon dont les rayonnements à faible dose affectent le vieillissement et les marqueurs de vieillissement associés, tels que la sénescence et les profils d'expression génétique, nous utilisons des modèles de souris ainsi que des modèles de culture cellulaire in vitro. Dans ces études, nous considérons le cancer comme une maladie systémique liée à l'âge et nous examinons donc comment le vieillissement et le cancer peuvent avoir des mécanismes qui se chevauchent en réponse aux expositions aux rayonnements, la régulation de la traduction jouant un rôle clé.
• Cardiovasculaire : les changements cardiovasculaires déclenchés par l'exposition chronique à des radiations internes à faible dose, seules ou en combinaison avec un co-stresseur, sont étudiés dans des modèles murins d'athérosclérose (souris ApoE-/-), de maladie de Marfan et d'anévrisme (mgR/mgR). Des altérations couvrant de multiples niveaux d'organisation biologique sont suivies avec l'objectif global de révéler les mécanismes moteurs, y compris les changements immunologiques et inflammatoires. Nous examinons également comment les changements moléculaires dans le tissu cardiaque déclenchés par une irradiation externe ou interne à faible dose peuvent conduire à des altérations de la fonction cardiaque physiologique à long terme.
• Transgénérationnel : les effets des radiations à faible dose seront examinés dans un modèle murin d'exposition prénatale au Cs-137 ingéré. Cette étude utilisera des souris de type sauvage pour examiner divers paramètres liés aux altérations génétiques, épigénétiques, métaboliques et reproductives dans la progéniture F1. Cette étude à long terme devrait éventuellement se poursuivre par l'exploration des effets multigénérationnels chez les générations de souris F2 et F3.

Sélection de publications

• Velegzhaninov IO, Belykh ES, Rasova EE, Pylina YI, Shadrin DM, Klokov DY. (2020) Radioresistance, DNA Damage and DNA Repair in Cells With Moderate Overexpression of RPA1. Front Genet 11:855.
• Kabilan U, Graber TE, Alain T, Klokov D. (2020) Ionizing Radiation and Translation Control: A Link to Radiation Hormesis? International Journal of Molecular Sciences 21(18).
• Velegzhaninov IO, Ermakova AV, Klokov DY. (2018) Low dose ionizing irradiation suppresses cellular senescence in normal human fibroblasts. International Journal of Radiation Biology 94(9):825-828.
• Roch-Lefevre S, Gregoire E, Martin-Bodiot C, Flegal M, Freneau A, Blimkie M, Bannister L, Wyatt H, Barquinero JF, Roy L, Benadjaoud M, Priest N, Jourdain JR and Klokov D. (2018) Cytogenetic damage analysis in mice chronically exposed to low-dose internal tritium beta-particle radiation. Oncotarget 9(44):27397-27411.
• Gueguen Y, Priest ND, Dublineau I, Bannister L, Benderitter M, Durand C, Ebrahimian TG, Gregoire E, Grison S, Ibanez C,… and Klokov D. (2018) In vivo animal studies help achieve international consensus on standards and guidelines for health risk estimates for chronic exposure to low levels of tritium in drinking water. Environmental and Molecular Mutagenesis 59(7):586-594.
• Cortese F, Klokov D, Osipov A, Stefaniak J, Moskalev A, Schastnaya J, Cantor C, Aliper A, Mamoshina P, Ushakov I and others. (2018) Vive la radioresistance!: converging research in radiobiology and biogerontology to enhance human radioresistance for deep space exploration and colonization. Oncotarget 9(18):14692-14722.
• Tsvetkova A, Ozerov IV, Pustovalova M, Grekhova A, Eremin P, Vorobyova N, Eremin I, Pulin A, Zorin V, Kopnin P, Leonov S, Zhavoronkov A, Klokov D, Osipov AN. (2017) gH2AX, 53BP1, and Rad51 protein foci changes in mesenchymal stem cells during prolonged X-ray irradiation. Oncotarget. 8:64317-64329
• Zorin V, Zorina A, Smetanina N, Kopnin P, Ozerov IV, Leonov S, Isaev A, Klokov D, Osipov AN. (2017) Diffuse colonies of human skin fibroblasts in relation to cellular senescence and proliferation. Aging. 9(5):1404-1413
• Priest N, Blimkie M, Wyatt H, Bugden M, Bannister L, Gueguen Y, Jourdain J-R, Klokov D. (2017) Tritium (3H) retention in mice: administered as either HTO, DTO or as 3H-labelled amino acids. Health Phys J. 112(5):439-444
• Pustovalova M, Grekhova A, Astrelina T, Nikitina V, Dobrovolskaya E, Suchkova Y, Kobzeva I, Usupzanova D, Vorobyova N, Samoylov A, Bushmanov A, Ozerov I, Zhavoronkov A, Leonov S, Klokov D, Osipov A. (2016) Accumulation of Spontaneous gammaH2AX Foci in Long-Term Cultured Mesenchymal Stromal Cells. Aging. 8(12):3498-3506
• Bannister LA, Mantha RR, Devantier Y, Petoukhov ES, Brideau CL, Serran ML, Klokov D. (2016) Dose and Radioadaptive Response Analysis of Micronucleus Induction in Mouse Bone Marrow. Int J Mol Sci. 17(9).
• Tarrade S, Bhardwaj T, Flegal M, Bertrand L, Velegzhaninov I, Moskalev M, Klokov D (2015) Histone H2AX Is Involved in FoxO3a-Mediated Transcriptional Responses to Ionizing Radiation to Maintain Genome Stability. Int J Mol Sci. 16(12): 29996-30014.
• Osipov A, Grekhova A, Pustovalova M, Ozerov I, Eremin P, Vorobyeva N, Lazareva N, Pulin A, Zhavoronkov A, Roumiantsev S, Klokov D, Eremin I. (2015) Activation of homologous recombination DNA repair in human skin fibroblasts continuously exposed to low dose-rate X-ray radiation. Oncotarget. 6(29): 26876-85.
• Osipov A, Grekhova A, Pustovalova M, Grekhova A, Eremin P, Vorobyeva N, Pulin A, Zhavoronkov A, Roumiantsev S, Klokov D, Eremin I. (2015) Low doses of X-rays induce prolonged and ATM-independent retention of γH2AX foci in human gingival mesenchymal stem cells. Oncotarget. 6(29): 27275-87.