L'effet de l'huile essentielle d'un composé sur la transition endothéliale et mésenchymateuse induite par les PM2.5 sur les cellules endothéliales microvasculaires pulmonaires de souris
Les PM2,5 (particules fines de diamètre aérodynamique ≤ 2,5 μ m) sont l'un des principaux polluants à l'origine de la pollution de l'air. Les PM2,5 ont une grande surface spécifique, ce qui facilite le transport de substances toxiques et nocives qui pénètrent dans les alvéoles profondes par le biais du système respiratoire, provoquant une inflammation et des lésions pulmonaires et pouvant évoluer vers une fibrose pulmonaire. L'augmentation significative des fibroblastes est la principale caractéristique de la fibrose pulmonaire. Le collagène s'accumule à la périphérie des vaisseaux sanguins pulmonaires et des septa alvéolaires, et le tissu conjonctif fibreux augmente également en conséquence, ce qui conduit finalement à une augmentation de la dureté de la matrice et à une difficulté dans les échanges gazeux. La transition endoendothéliale et mésenchymateuse (EndMT) est l'une des sources de fibroblastes, caractérisée par la perte progressive de marqueurs phénotypiques tels que la cadhérine des cellules endothéliales vasculaires (VE cadhérine/CDH5) et la molécule d'adhésion des cellules endothéliales plaquettaires-1 (CD31/PECAM-1) dans les cellules endothéliales, et une augmentation de l'expression des marqueurs phénotypiques tels que le collagène de type I (Col1), la vimentine, l'actine musculaire lisse alpha (cta2/alpha SMA) dans les cellules mésenchymateuses. La protéine 1 spécifique des fibroblastes (Fsp1/S100A4) et d'autres protéines. Au cours de ce processus, les capacités de prolifération et de migration des cellules augmentent progressivement, entraînant finalement des changements dans la morphologie cellulaire. Ces dernières années, le mécanisme moléculaire de l'EndMT induite par l'inflammation a été compris. La voie du TGF-β est une voie classique pour l'EndMT induite par l'inflammation, et les trois isoformes du TGF-β peuvent médier l'apparition de l'EndMT dans diverses lignées cellulaires, le TGF-β 1 jouant le rôle le plus important. Des études antérieures ont montré que les PM2,5 peuvent renforcer l'inflammation pulmonaire en activant la voie de signalisation du TGF-β, mais le mécanisme d'action spécifique et son impact sur la fibrose pulmonaire ne sont pas encore clairs.

Les huiles essentielles (HE) peuvent être extraites des fleurs, des fruits, des graines, des feuilles, des tiges ou des racines des plantes aromatiques par distillation, extrusion ou extraction par solvant. Elles ont diverses activités, notamment antibactériennes, anti-inflammatoires, antioxydantes et antivieillissement, et ont été largement utilisées dans les domaines clinique, pharmaceutique, de la santé et du bien-être. La "thérapie naturelle" qui utilise les huiles essentielles extraites de plantes aromatiques à des fins médicales thérapeutiques est appelée aromathérapie. Elle peut être administrée par des méthodes externes telles que l'aromathérapie, l'inhalation, l'application topique ou l'hydrothérapie. Les huiles essentielles d'eucalyptus, de menthe poivrée, d'encens et d'épicéa sont des huiles essentielles couramment utilisées pour traiter les maladies respiratoires. Elles peuvent dissoudre le mucus, éliminer les mucosités, tuer les bactéries, soulager la toux et les spasmes, protégeant ainsi les poumons de l'inflammation et soulageant l'inflammation pulmonaire. Nous avons utilisé l'aromathérapie pour composer les quatre types d'huiles essentielles mentionnés ci-dessus en une huile essentielle composée pour cette expérience, et nous avons exploré l'effet d'intervention de l'huile essentielle composée sur l'EndMT induite par les PM2,5 par le biais de la voie de signalisation TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3.

Les PM2,5 sont l'un des polluants atmosphériques les plus préoccupants. En raison de leurs petites particules, elles atteignent plus facilement les alvéoles et le sang du corps humain, accélérant ainsi la progression de la maladie chez les personnes souffrant déjà de maladies pulmonaires. Les cellules endothéliales de la paroi interne des vaisseaux sanguins sont en contact direct avec le sang et présentent une hétérogénéité significative en réponse à la stimulation d'un corps étranger dans le sang. Les cellules endothéliales dans le processus EndMT sont l'une des sources de fibroblastes, ce qui entraîne non seulement une augmentation significative des fibroblastes, mais réduit également la densité du lit capillaire, exacerbe l'hypoxie et l'ischémie des tissus et accélère le processus de fibrose pulmonaire. Des expériences préliminaires en laboratoire ont montré que les PM2,5 peuvent induire une EndMT dans les cellules du CMH. Les niveaux d'expression des protéines Acta2, Col1 et S100A4 augmentent, tandis que les niveaux d'expression de CD31 et CDH5 diminuent, ce qui indique que les PM2,5 peuvent induire une EndMT dans les cellules endothéliales microvasculaires pulmonaires de souris. L'augmentation du niveau d'expression de la protéine S100A4 confirme également le rôle important de l'EndMT dans la fibrose pulmonaire.

Les principaux composants de l'huile essentielle utilisée dans cette expérience sont l'alpha pinène (16,54%), l'eucalyptol (16,7%) et le menthol (12,86%). L'eucalyptol est un répresseur du facteur de nécrose tumorale alpha qui peut inhiber efficacement la progression de l'asthme et des maladies pulmonaires obstructives chroniques, et qui a le potentiel d'un médicament anti-inflammatoire stéroïdien. L'alpha pinène a des effets antioxydants et antibactériens et présente une certaine activité inhibitrice contre la lignée cellulaire tumorale A549. Le menthol peut bloquer les canaux calciques de type L dans les muscles lisses vasculaires, ce qui a un certain effet thérapeutique sur les maladies cardiovasculaires. Cette expérience a révélé que les PM2,5 peuvent induire la prolifération et la migration des cellules MHC, qui atteignent leur maximum après 48 heures de traitement. Cependant, dans le groupe traité avec l'huile essentielle composée, la fonction globale des cellules MHC n'a pas subi de changements significatifs en raison de l'induction des PM2,5. Après 36 heures d'intervention avec l'huile essentielle composée, les niveaux d'expression des protéines Acta2 et Col1 ont été significativement réduits, ce qui indique que l'huile essentielle composée a un bon effet d'atténuation sur l'apparition de l'EndMT.

La recherche a montré que le TGF-β joue un rôle important dans le développement, les lésions et la réparation des poumons. Il peut promouvoir la synthèse de la matrice extracellulaire en activant les récepteurs TGF-β 1 et réguler la pathogenèse de la fibrose pulmonaire. Des expériences précédentes ont montré qu'après avoir traité des cellules MHC avec des PM2,5 pendant 48 heures, les niveaux d'expression protéique du TGF - β 1, du TGF - β R1 et de p-SMAD3 augmentent. Cependant, après avoir ajouté le SB431542 au groupe PM2.5 pendant 48 heures, l'expression du TGF - β R1 et de p-SMAD3 diminue. La phosphorylation de la protéine SMAD étant un indicateur typique de la voie de signalisation du TGF-β 1, on peut constater que les PM2,5 peuvent activer le TGF-β R1 en régulant la voie de signalisation du TGF-β et en stimulant la transformation du TGF-β 1 en une forme active. Le TGF-β R1 est activé et se lie à la SMAD3. La surexpression de p-SMAD3 peut favoriser l'expression des marqueurs des cellules mésenchymateuses et l'accumulation de collagène. Dans le groupe de l'huile essentielle composée, les niveaux d'expression protéique du TGF - β R1 et de p-SMAD3 ont été significativement réduits. L'huile essentielle composée a inhibé l'activation du TGF-β R1 pour diminuer l'expression de p-SMAD3, supprimant ainsi l'EndMT induite par les PM2,5.

On peut en déduire que les huiles essentielles composées peuvent ralentir l'apparition de l'EndMT induite par les PM2,5 dans les cellules endothéliales pulmonaires en inhibant l'expression de la voie de signalisation TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3. Ces résultats fournissent une base théorique pour la réparation des dommages causés par l'EndMT dans les poumons après une exposition aux PM2.5 et le plan d'intervention des huiles essentielles composées.