Isolation et purification des peptides Musk et étude de leurs mécanismes anti-inflammatoires Les lésions pulmonaires aiguës (ALI) et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) sont des maladies respiratoires graves et complexes caractérisées par des lésions des cellules épithéliales alvéolaires et des cellules endothéliales vasculaires, l'hypotension et l'œdème alvéolaire, conduisant finalement à une insuffisance respiratoire hypoxique aiguë. La pathogenèse de l'ALI/ARDS est complexe, avec une dysrégulation de la réponse inflammatoire, une perméabilité accrue des cellules endothéliales pulmonaires et de l'épithélium conduisant à une perturbation de la barrière microvasculaire pulmonaire étant au cœur des troubles pathophysiologiques de l'ALI/ARDS. Wu et al. ont rapporté que la pyroptose des macrophages est impliquée dans la pathogenèse de l'ALI/ARDS induite par le lipopolysaccharide, et que l'inhibiteur spécifique de la Caspase-1 Ac YVADCMK peut atténuer les lésions des tissus pulmonaires et réduire la production de cytokines pro-inflammatoires.

Le musc (Moschus) est une sécrétion sèche du sachet mâle mature des animaux de la famille des cervidés Moschus berezovskii Flerov, Moschus sifanicus Przewalski, ou Moschus moschiferus Linnaeus. Le musc est de nature chaude, de goût piquant, et appartient aux méridiens du cœur et de la rate. Il a pour effet d'ouvrir les orifices, d'éveiller l'esprit, de favoriser la circulation sanguine, de débloquer les collatérales, de réduire les gonflements et de soulager les douleurs. La recherche médicale moderne a découvert que le musc possède des composants chimiques complexes et des effets pharmacologiques tels que l'anti-inflammation, l'anti-démence, l'anti-tumeur, l'anti ischémie cérébrale, la régulation immunitaire et la régulation hormonale. Zhu et al. ont démontré une forte activité anti-inflammatoire des peptides de musc dans divers modèles inflammatoires in vivo tels que l'inflammation de l'oreille à l'huile de croton chez la souris, l'arthrite à la levure et à l'agar chez le rat, et l'inflammation due à l'échaudage chez le rat, mais le mécanisme anti-inflammatoire n'est toujours pas clair. Cette étude vise à extraire et à purifier les peptides de musc du musc naturel, à étudier l'activité anti-inflammatoire des peptides de musc dans des modèles cellulaires in vitro THP-1 induits par le lipopolysaccharide et dans des modèles murins de lésions pulmonaires aiguës, et à explorer leurs mécanismes d'action moléculaires potentiels, afin de fournir des références pour la recherche, le développement et l'application clinique futurs de la précieuse plante médicinale chinoise qu'est le musc.

 

 

Les peptides bioactifs, en raison de leur grande sélectivité, de leur métabolisme prévisible in vivo, de leur faible toxicité et de leur facilité de synthèse, ont suscité une grande attention de la part des chercheurs, tant au niveau national qu'international, en tant que médicaments thérapeutiques potentiels pour diverses maladies. Selon certains rapports, les peptides de musc sont l'un des ingrédients actifs anti-inflammatoires du musc naturel. Des chercheurs japonais, Masayasu Kimura et d'autres, ont isolé pour la première fois un peptide d'un poids moléculaire d'environ 1 000 à partir du musc, qui possède une forte activité anti-inflammatoire et peut inhiber de manière significative la migration des globules blancs du cobaye. Son pouvoir d'action est environ 40 fois supérieur à celui de l'hydrocortisone. Zhu et al. ont confirmé, dans un modèle de gonflement de l'oreille de souris induit par de l'huile de croton, que l'effet anti-inflammatoire du musc 21 est trois fois supérieur à celui de l'hydrocortisone, que l'effet anti-inflammatoire du musc 65 est environ six fois supérieur à celui de l'hydrocortisone et que la force anti-inflammatoire du musc 1 est 36 fois supérieure à celle de l'hydrocortisone. Liu et al. ont séparé Mua-1 avec un poids moléculaire d'environ 200 000 par la méthode de filtration sur gel, qui a un effet inhibiteur significatif sur l'inflammation de l'oreille des souris utilisant de l'huile de croton, avec un taux d'inhibition de l'inflammation de 72,3%. Les monocytes THP-1 peuvent se différencier en macrophages induits par la PMA, présentant un phénotype et une fonction similaires à ceux des macrophages primaires humains. La lignée cellulaire THP-1 a été largement utilisée comme modèle in vitro pour les monocytes et les macrophages humains afin d'étudier les mécanismes des maladies inflammatoires. Le LPS est l'ingrédient actif de la paroi cellulaire des bactéries Gram négatives, qui peut provoquer de fortes réactions inflammatoires et est souvent utilisé comme inducteur pour les modèles d'inflammation in vivo et in vitro. Dans cette étude, l'auteur a utilisé une colonne de chromatographie d'échange d'ions pour séparer et purifier cinq fractions de l'extrait de musc naturel, à savoir SXP1 SXP2、SXP3、 SXP4、SXP5。 Dans le modèle de macrophage THP-1 induit par le LPS, SXP4 s'est avéré inhiber de manière significative la production de TNF - α et d'IL-1 β, démontrant une forte activité anti-inflammatoire. En outre, l'analyse SDS-PAGE a révélé que le poids moléculaire des protéines peptidiques dans SXP4 se situe principalement entre 10 et 26 kDa.

Les lésions pulmonaires aiguës et le syndrome de détresse respiratoire aiguë plus sévère ont un taux de mortalité élevé et se caractérisent par une inflammation pulmonaire causée par une infection, un traumatisme, une contusion du tissu pulmonaire ou l'aspiration du contenu gastrique. Cette étude a montré que SXP4 peut améliorer de manière significative les dommages pathologiques du tissu pulmonaire de la souris, réduire l'expression du TNF-α, IL-6 dans le sérum et IL-1 β, IL-18 dans le tissu pulmonaire des souris ayant subi une lésion pulmonaire aiguë induite par le lipopolysaccharide. La pyroptose est une forme de mort cellulaire programmée qui repose sur l'activité enzymatique des membres de la famille Caspase pour faciliter la formation de pores transmembranaires sur la membrane cellulaire par les protéines de la famille Gasdermin, provoquant le gonflement et la rupture des cellules, ainsi que la libération de médiateurs inflammatoires tels que l'IL-1 β, l'IL-18, l'HMGB1, et favorisant la réponse inflammatoire. La recherche a montré que la pyroptose des macrophages alvéolaires joue un rôle important dans les lésions pulmonaires aiguës. Par conséquent, l'inhibition de la pyroptose cellulaire est une cible thérapeutique potentielle pour les lésions pulmonaires aiguës.

Il existe deux voies d'activation de la pyroptose cellulaire, à savoir la voie classique dépendant de la Caspase-1 et la voie non classique dépendant de la Caspase-4, -5/-11, toutes deux accompagnées de la lyse de la Gasdermine D (GSDMD) et de la libération d'IL-1 β et d'IL-18. La voie classique de la pyroptose cellulaire est médiée par les inflammasomes. Les corps inflammatoires sont de grands complexes moléculaires à l'intérieur des cellules, composés de récepteurs NOD like (NLR), d'une protéine adaptatrice apoptosis related spot like protein (ASC) et d'un précurseur de la caspase-1 effectrice (ProCaspase-1). Parmi eux, NLRP3 est le membre le plus étudié de la famille NLRs. Grailer et al. ont découvert que l'inflammasome NLRP3 et la Caspase-1 jouent un rôle crucial dans la pathogenèse des lésions pulmonaires aiguës. Chez les souris souffrant de lésions pulmonaires aiguës induites par le LPS, les lésions du tissu pulmonaire et la réponse inflammatoire étaient significativement réduites chez les souris NLRP3-/- et les souris Caspase-1-/-. Le NLRP3 activé recrute l'ASC et la ProCaspase-1 pour s'assembler en inflammasome NLRP3, et la Pro-Caspase-1 est clivée en Caspase-1, la forme active de l'inflammasome. La Caspase-1 clive le GSDMD, exposant son domaine terminal d'acide aminé et induisant la perforation de la membrane cellulaire, ce qui conduit au gonflement et à la lyse de la cellule. Parallèlement, la Caspase-1 traite également les précurseurs de l'IL-1 β et de l'IL-18 (Pro-IL-1 β, Pro-IL-18), libérant l'IL-1 β et l'IL-18 matures à travers les pores de la membrane cellulaire. Les résultats immunohistochimiques de cette étude ont montré que SXP4 peut réduire de manière significative les niveaux d'expression de NLRP3, ASC, Caspase-1 et GSDMD dans les tissus pulmonaires de souris souffrant de lésions pulmonaires aiguës (voir Figure 13).

En résumé, le peptide musqué SXP4 peut réduire la production de cytokines pro-inflammatoires, atténuer la réponse inflammatoire chez les souris souffrant de lésions pulmonaires aiguës et atténuer les lésions pathologiques du tissu pulmonaire en inhibant la voie de l'apoptose cellulaire médiée par NLRP3/Caspase-1.