Effet du polysaccharide de spiruline sur les indicateurs sériques et l'expression des gènes de la voie de signalisation PI3K/Akt/mTOR chez les rats atteints d'endométriose
Ces dernières années, le taux d'incidence de l'endométriose (EM) a augmenté de manière significative. Les EM se réfèrent à du tissu endométrial actif qui apparaît en dehors de la membrane muqueuse recouvrant la cavité utérine. Les EM sont plus fréquents chez les femmes en âge de procréer et peuvent être liés à une sécrétion excessive d'œstrogènes. Bien qu'il s'agisse de lésions bénignes, elles présentent une infiltration et une croissance locales, sont facilement invasives et présentent des symptômes gynécologiques évidents. Après traitement, elles sont sujettes à de multiples rechutes, ce qui nuit considérablement à la santé physique et mentale des femmes. Cependant, les méthodes de traitement des EM sont très limitées. Outre la chirurgie, le traitement de médecine interne couramment utilisé est l'utilisation à long terme de médicaments à base de progestérone. Au fur et à mesure que le traitement se prolonge, les patientes peuvent subir divers effets secondaires, tels qu'une perte osseuse, un dysfonctionnement du système immunitaire et des troubles endocriniens. Il est donc urgent de trouver un nouveau médicament sans effets secondaires pour le traitement de l'EMs.

Les produits naturels ont une activité biologique abondante et l'avantage d'agir sur différentes cibles biologiques, ce qui a permis de faire de grands progrès dans leur développement et leur utilisation. L'artémisinine, dérivée de l'Artemisia annua, est actuellement un traitement efficace contre le paludisme dans le monde entier et a été utilisée comme produit chimique principal dans la régulation immunitaire, les anti-inflammatoires et certains médicaments contre le cancer. L'extrait de Taxus a également été utilisé pour traiter le cancer du sein et le cancer de l'ovaire, et est devenu l'objet de recherches sur les médicaments chimiques antitumoraux. De nombreuses études sur le traitement des maladies à l'aide de produits naturels ont montré que d'autres extraits de plantes terrestres et aquatiques, tels que les catéchines, le resvératrol, l'astaxanthine et d'autres extraits d'algues, présentent divers effets thérapeutiques, tels que des effets anti-inflammatoires, antibactériens et antitumoraux. Par conséquent, l'idée de trouver des composés macromoléculaires naturels bénéfiques pour le traitement de l'endométriose et de fournir de nouvelles bases théoriques et de nouvelles ressources médicamenteuses pour les bibliothèques pharmaceutiques est devenue réalisable. Tang et al. ont découvert que l'extrait d'herbe pourpre peut traiter efficacement l'EM et affecter de manière significative l'activité des facteurs inflammatoires et des gènes apoptotiques dans le tissu endométrial ectopique ; Zhang et al. ont découvert que le Juantongyin peut soulager efficacement les symptômes de l'EM chez les rats ; Liu et al. ont découvert que le safran peut améliorer l'EM en inhibant la prolifération des cellules et les facteurs inflammatoires.

La spiruline est un produit de microalgues qui a été développé très tôt et qui jouit d'une grande reconnaissance sur le marché. Le polysaccharide de la spiruline (PSP) est une biomacromolécule naturelle dérivée de l'organisme procaryote qu'est la spiruline, qui a de multiples effets, notamment antioxydants, anti-inflammatoires, antibactériens, antitumoraux et antiviraux. Ces dernières années, la PSP a été largement étudiée en raison de ses caractéristiques uniques qui diffèrent des médicaments antitumoraux couramment utilisés. À l'heure actuelle, de nombreuses études ont montré que la PSP peut réguler l'expression des gènes en aval en agissant sur les molécules de certaines voies de signalisation tumorales. Xu et al. ont découvert que la PSP peut inhiber la prolifération des cellules cancéreuses du sein humain. Yu et al. ont étudié l'effet de la PSP sur les cellules cancéreuses du col de l'utérus et ont découvert que la PSP pouvait inhiber la prolifération des cellules Hela par un blocage périodique. Sheng et al. ont démontré par des expériences in vitro et in vivo que la PSP sulfatée a un effet inhibiteur significatif sur le sarcome S180 de la souris. Chen et al. ont découvert que les PSP renforcent la capacité de l'organisme à résister aux cellules H22 en augmentant l'activité des cellules immunitaires. En outre, un grand nombre d'études in vitro ont montré que les PSP peuvent non seulement agir directement sur certaines cellules tumorales, mais aussi prévenir les dommages cellulaires chez les patients cancéreux pendant la chimiothérapie et la radiothérapie. Par conséquent, nous supposons que les PSP peuvent agir sur certaines voies pour réduire la production et la prolifération des EM, mais il n'existe aucun rapport de recherche sur le traitement des EM avec des polysaccharides naturels. Par conséquent, cette étude vise à explorer l'effet thérapeutique des PSP sur les rats atteints d'endométriose en se basant sur la voie de signalisation PI3K/Akt/mTOR, offrant ainsi de nouvelles options pour le développement de nouveaux plans de traitement des EMs et de médicaments thérapeutiques ultérieurs.

Cette expérience a d'abord permis d'extraire la PSP par extraction à l'eau, et la pureté a été mesurée à 89% par chromatographie sur colonne ; en utilisant des rats SD comme animaux modèles, un modèle d'EMs a été préparé avec succès par transplantation autologue. L'effet thérapeutique sur les EM a été observé en administrant différentes doses de PSP ; Western blot et RT-PCR ont été utilisés pour détecter la teneur en protéines et en ARNm de la voie PI3K/Akt/mTOR.

Le taux augmente d'année en année, mais les méthodes de traitement sont très limitées, nécessitant souvent une intervention médicamenteuse à long terme en médecine interne, ce qui non seulement affecte la confiance des patients dans le traitement, mais entraîne également des effets secondaires importants. En outre, il est urgent de mettre au point de nouveaux médicaments thérapeutiques efficaces contre les EM. Avec le développement de l'industrie des aliments fonctionnels, de nouveaux produits naturels ayant des fonctions pharmacologiques ont attiré l'attention. La PSP est une biomacromolécule naturelle aux fonctions multiples. De nombreuses études ont montré que les PSP peuvent réguler l'expression des gènes en aval en agissant sur les molécules de certaines voies de signalisation tumorales. La formation et le développement des EM sont similaires aux voies de signalisation de la plupart des cellules tumorales. Par conséquent, nous supposons que la PSP peut agir sur certaines voies pour atténuer la production et la prolifération des EM.

Cette étude a d'abord extrait et purifié la PSP, et le taux d'extraction des polysaccharides a atteint 1,95%. Après analyse par chromatographie sur colonne, la pureté était élevée (89%), ce qui peut être utilisé pour des expériences d'identification d'activité. Nous avons utilisé des rats SD pour la modélisation des EM, car les organes et les tissus des rats sont relativement grands, ce qui facilite les procédures telles que la dissection et l'implantation. La modélisation des EMs peut être divisée en deux catégories : la transplantation autologue et la transplantation allogénique. Afin d'éviter le rejet immunitaire, nous choisissons la transplantation autologue pour la modélisation, et le taux de réussite de la modélisation peut atteindre plus de 80%. Après l'intervention de la PSP, des observations dynamiques à long terme ont été effectuées sur des rats, et il a été constaté qu'il n'y avait pas de changement significatif dans leur poids corporel, ce qui indique que la PSP n'a pas d'impact négatif sur la croissance des rats normaux et des rats EMs. En mesurant la hauteur et la surface de la greffe abdominale, on a constaté que l'intervention de la PSP ralentissait de manière significative le développement des EM, ce qui suggère que la PSP pourrait être utile pour le traitement des EM.

Nous supposons que la PSP peut produire des effets thérapeutiques en régulant les cytokines liées à la formation et au développement des EM. La régulation de l'adhésion cellulaire et de l'angiogenèse par les cytokines est un lien important dans le développement des EM. Par exemple, la MMP-2 peut réguler l'échange d'informations entre les cellules et entre les cellules et la matrice. Des études ont également montré que la MMP2 peut renforcer l'adhésion cellulaire, rendant les cellules endométriales plus sujettes à l'implantation ectopique. Dans cette étude, le niveau de MMP2 chez les rats EMs était plus élevé, ce qui est cohérent avec les résultats de Yuan et al. ; la PSP peut réduire l'activité de la MMP2, ce qui indique que la MMP2 pourrait être une cible de la PSP. Le TNF-α joue un rôle important dans le processus de prolifération et d'invasion cellulaires, avec de nombreuses caractéristiques telles que la promotion de la prolifération et de la différenciation cellulaires, et l'affectation de la fonction vasculaire. Dans cette étude, la PSP a réduit de manière significative les niveaux de TNF-α dans le sérum des rats EMs, et a réduit davantage la régulation en aval de la synthèse du VEGF par le TNF-α, inhibant ainsi la prolifération des cellules EMs et la formation de vaisseaux sanguins dans les tissus malades. La formation de vaisseaux sanguins est une raison importante de la facilité des métastases et de la fuite immunitaire des lésions locales des EMs. Le niveau de VEGF est également régulé par la voie PI3K/Akt. La voie PI3K/Akt/mTOR intègre une série de signaux extracellulaires et régule diverses fonctions cellulaires. Cette voie assure la médiation de l'adhésion des cellules endométriales en intégrant les adhésines/facteur d'adhésion intercellulaire-1, qui est une condition physiopathologique nécessaire à l'endométriose ; elle régule indirectement les métalloprotéinases (MMP) et les inhibiteurs tissulaires des métalloprotéinases (TIMP) pour assurer la médiation de l'invasion et de la métastase des cellules endométriales ; En outre, la voie de signalisation PI3K/Akt/mTOR peut également réguler l'apoptose cellulaire et la sécrétion d'œstrogènes, deux facteurs essentiels dans la formation et le développement des EM. Nous avons constaté que la voie PI3K/Akt/mTOR était significativement régulée à la hausse chez les souris du groupe modèle, et que l'activation de cette voie impliquait la croissance, la prolifération et l'angiogenèse des cellules, ce qui exacerbait sans aucun doute le développement des EMs. Dans cette étude, nous avons constaté que la PSP peut inhiber l'activation de la voie de signalisation PI3K/Akt/mTOR, ce qui peut être une raison importante de la réduction de la synthèse de cytokines telles que le TNF-α et le VEGF. Cependant, peu d'articles ont fait état de l'effet régulateur de la PSP sur cette voie jusqu'à présent. Quelle voie la PSP utilise-t-elle pour réguler PI3K/Akt ? Ce sera notre prochain axe de recherche.

Sur la base de la préparation et de la purification de la PSP, cette étude a complété la composition de la PSP et préparé un modèle d'endométriose chez le rat qui répond aux exigences basées sur l'implantation ectopique autologue. Sur la base du modèle, l'effet d'amélioration de la PSP sur l'endométriose du rat a été exploré, ce qui se manifeste par une réduction efficace des niveaux de cytokines telles que le TNF-α, le VEGF, la MMP-2 dans le sérum, et par l'obtention de l'effet d'inhibition du développement des EMs ; Une exploration plus poussée du mécanisme thérapeutique de la PSP sur l'endométriose chez le rat, basée sur la voie de signalisation PI3K/Akt/mTOR, a montré que, par rapport au groupe modèle, les niveaux d'expression génétique de PI3K, AKT et mTOR dans le tissu endométrial ectopique des rats du groupe de traitement ont été significativement réduits. La détection de l'expression des protéines a confirmé que les PSP pouvaient inhiber la phosphorylation de l'AKT, inhibant ainsi l'expression des protéines PI3K et mTOR. Cela indique que les PSP peuvent améliorer les symptômes des EM chez les rats en inhibant la voie de signalisation PI3K/Akt/mTOR. Cet article constitue une référence pour la découverte de nouvelles fonctions pharmacologiques des PSP et l'élucidation des mécanismes associés, posant ainsi une base scientifique pour la poursuite de la recherche et du développement.