Effet protecteur des anthocyanes de la glande noire du parasolier chinois sur le stress oxydatif et l'apoptose induits par A β 1-42 dans les cellules SH-SY5Y par le biais du mécanisme Nrf2
La maladie d'Alzheimer (MA), également appelée démence sénile, est une maladie neurodégénérative progressive qui peut entraîner des pertes de mémoire, des troubles cognitifs, des troubles du comportement, des troubles sociaux, et constitue la cause la plus fréquente de démence. On estime que 24 millions de personnes dans le monde souffrent de démence, la majorité d'entre elles étant atteintes de la maladie d'Alzheimer. En outre, la maladie d'Alzheimer est une maladie courante liée à l'âge, que l'on retrouve le plus souvent chez les personnes âgées de 65 ans ou plus. Par conséquent, la maladie d'Alzheimer reste l'un des principaux problèmes de santé d'une population vieillissante, et le nombre de cas de maladie d'Alzheimer est destiné à augmenter de manière significative dans les décennies à venir. À l'heure actuelle, plusieurs hypothèses peuvent expliquer la pathogenèse de la maladie d'Alzheimer, notamment le peptide bêta-amyloïde (A β) et l'hyperphosphorylation de la protéine tau, qui jouent un rôle majeur dans la pathogenèse de la maladie d'Alzheimer. En outre, de plus en plus d'éléments suggèrent que le stress oxydatif et l'apoptose cellulaire jouent un rôle essentiel dans la maladie d'Alzheimer. Des études connexes ont montré que le stress oxydatif chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer peut conduire à l'apoptose cellulaire. Parallèlement, le stress oxydatif peut activer des mécanismes de protection cellulaire, notamment des antioxydants endogènes et des systèmes enzymatiques antioxydants. Les principales enzymes antioxydantes impliquées dans cet effet protecteur sont l'hème oxygénase-1 (HO-1), la superoxyde dismutase (SOD), la catalase (CAT) et la glutathion peroxydase (CSH Px). L'activation transcriptionnelle des gènes des enzymes antioxydantes est principalement régulée par les facteurs nucléaires liés à la transcription (Nrf2). Certains composés phytochimiques peuvent activer la signalisation Nrf2/élément de réponse antioxydant (ARE), augmentant ainsi l'expression des enzymes antioxydantes et renforçant la résistance des neurones au stress oxydatif. À l'état de repos, Nrf2 existe sous la forme d'un complexe. Lorsque le complexe est perturbé, Nrf2 se déplace vers le noyau et se lie à la séquence ARE pour promouvoir l'expression des enzymes antioxydantes. On sait que le dépôt extracellulaire d'A β peut provoquer des dommages oxydatifs et l'apoptose des neurones, et il a également été démontré que l'A β induit une production excessive de ROS et de peroxyde d'hydrogène (H202), ainsi qu'une réduction des niveaux de SOD et de GSH Px, conduisant à un stress oxydatif.

À l'heure actuelle, la recherche a progressé sur les effets préventifs et protecteurs des anthocyanes sur la maladie d'Alzheimer. Heo et al. ont étudié l'activité neuroprotectrice des anthocyanes de fraises sur des modèles cellulaires de la maladie d'Alzheimer. La recherche a montré que les anthocyanes de fraises peuvent réduire l'occurrence du stress oxydatif et de l'apoptose cellulaire induite par le stress oxydatif, fournissant ainsi un effet protecteur sur les cellules nerveuses. Badshah et al. ont étudié les effets neuroprotecteurs des anthocyanes du soja noir sur les cellules neurodégénératives induites par le A β 1-24 et sur des modèles animaux. La recherche a montré que les anthocyanes réduisent efficacement l'apoptose neuronale en maintenant l'homéostasie du Ca2+ et ont un effet protecteur sur les cellules neuronales. Meng et al. ont étudié l'effet protecteur de la cyanidine-3-O-glucoside sur des modèles cellulaires de la maladie d'Alzheimer. Les résultats indiquent que la cyanidine-3-O-glucoside peut protéger les cellules de la maladie d'Alzheimer du stress oxydatif et de l'apoptose induits par l'A β 1-40 en régulant les gènes cellulaires antioxydants et liés à l'apoptose. Les recherches ci-dessus indiquent que les anthocyanes pourraient devenir des médicaments candidats potentiels pour les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer. En outre, des recherches récentes menées par Isaak et al. ont montré que les anthocyanes de la canneberge, composées de cyanidine-3-O-galactoside, de cyanidine-3-O-glucoside et de cyanidine-3-O-arabinoside, peuvent protéger les cardiomyocytes du stress oxydatif et des dommages causés par l'apoptose des cellules. Des études antérieures ont montré que la teneur en anthocyanes de la glande noire de l'orme nervuré est très élevée, avec une structure simple composée principalement de cyanidine-3-O-galactoside, de cyanidine-3-O-glucoside, de cyanidine-3-O-arabinoside et de cyanidine-3-O-xyloside. Les anthocyanes de grande pureté sont relativement plus faciles à isoler. Nous avons donc choisi des anthocyanes de grande pureté provenant de la glande du fruit noir d'Eucommia ulmoides pour étudier leurs effets préventifs et protecteurs sur la maladie d'Alzheimer liée au stress oxydatif.

Les ROS générés par le stress oxydatif endommagent directement ou indirectement les fonctions physiologiques des substances intracellulaires et macromoléculaires telles que les protéines, les lipides et les acides nucléiques, et constituent la base pathologique et physiologique de l'apparition de nombreuses maladies. L'organisme met en place un système complexe de réponse au stress oxydatif pour faire face aux dommages causés par les radicaux libres et les substances toxiques. Lorsqu'il est exposé à des agents électrophiles ou à des espèces réactives de l'oxygène, l'organisme peut induire une série de protéines protectrices afin d'atténuer les dommages subis par les cellules. Cette réponse coordonnée est régulée par l'élément sensible aux antioxydants (ARE) dans la région régulatrice en amont de l'ADN de la protéine protectrice. Des recherches ont montré que le facteur nucléaire lié à l'érythroïde 2 (Nrf2) régule le codage des protéines antioxydantes par son interaction avec l'ARE, ce qui en fait la voie de stress antioxydant endogène la plus importante découverte à ce jour. Des études antérieures ont montré que les anthocyanes, grâce à leur forte capacité antioxydante, peuvent éliminer les radicaux libres dans l'organisme, réduire les niveaux de stress oxydatif et protéger l'organisme des dommages causés par le stress oxydatif. D'autres recherches ont montré que les anthocyanes peuvent augmenter l'expression d'enzymes antioxydantes apparentées par le biais de la voie de signalisation Nrf2, réduire les niveaux de stress oxydatif et protéger les cellules ou les modèles animaux de la maladie d'Alzheimer contre les dommages causés par le stress oxydatif.

En outre, l'apoptose se produit souvent avec le stress oxydatif, et l'apoptose dans les cellules de mammifères se produit à la fois par des voies externes et internes. La voie externe implique la liaison de facteurs de signalisation extracellulaires à des récepteurs de mort dans la membrane plasmique. La voie intrinsèque est activée par le stress intracellulaire et s'effectue par l'intermédiaire des mitochondries. La voie de l'apoptose mitochondriale est régulée par la famille Bcl-2, qui comprend des protéines antiapoptotiques telles que Bcl-2 et Bcl xL, ainsi que des protéines pro-apoptotiques telles que Bax et Bak. Ces dernières années, des études ont montré que le stress oxydatif et l'apoptose cellulaire favorisent le développement de la maladie d'Alzheimer. Par conséquent, la recherche de substances bioactives capables de prévenir les dommages oxydatifs neuronaux et l'apoptose est d'une grande importance pour la prévention et le contrôle de la maladie d'Alzheimer.

Comme indiqué dans la préface, certaines études ont rapporté que les anthocyanes peuvent prévenir et protéger la maladie d'Alzheimer en réduisant l'occurrence du stress oxydatif et de l'apoptose cellulaire induite par le stress oxydatif. Par conséquent, cette étude a utilisé des cellules SH-SY5Y induites par l'A β 1-42 pour construire un système de modèle cellulaire de la maladie d'Alzheimer. Les ROS, la SOD et le H2O2 ont été choisis comme indicateurs liés au stress oxydatif, et l'effet protecteur des anthocyanes sur le stress oxydatif et l'apoptose cellulaire a été étudié par le biais de la voie de signalisation Nrf2 afin d'évaluer l'effet protecteur des anthocyanes sur les cellules. Les résultats ont montré que les anthocyanes de la glande du fruit noir du parasolier chinois peuvent activer la voie métabolique Nrf2, augmenter l'expression de l'ARNm et des protéines des gènes HO-1 et NQO1, augmentant ainsi l'expression des enzymes antioxydantes apparentées telles que HO-1, NQO1, SOD, et réduisant les niveaux de stress oxydatif intracellulaire. En même temps, les anthocyanes de la glande du fruit noir du parasolier chinois peuvent augmenter l'expression du gène et de la protéine Bcl-2, diminuer l'expression du gène et de la protéine Bax, réduisant ainsi l'apoptose des cellules. Par conséquent, les anthocyanes de Scutellaria lobata peuvent protéger efficacement la maladie d'Alzheimer du stress oxydatif et de l'apoptose induits par l'A β 1-42 dans les cellules SH-SY5Y. Les études précédentes sur les effets des anthocyanes sur la maladie d'Alzheimer utilisaient principalement des extraits bruts ou des mélanges d'anthocyanes. Cependant, le mélange d'anthocyanes utilisé dans cette étude a une structure simple et claire, avec une pureté de plus de 93%, ce qui démontre le rôle des anthocyanes dans la maladie d'Alzheimer. Cela est très important pour le développement futur des anthocyanes et des produits connexes.