Le β-sitostérol atténue la douleur neuropathique en influençant la polarisation des microglies par l'inhibition de la voie de signalisation tlr4/nf-κb

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Le β-sitostérol soulage la douleur neuropathique en inhibant la voie de signalisation TLR4/NF-κB

Contexte

La douleur neuropathique est un type de douleur chronique courante et difficile à traiter en clinique, dont l’étiologie est complexe et pas encore entièrement comprise. Des études ont montré que la neuroinflammation est l’une des principales causes de la douleur neuropathique chronique. Les cellules microgliales sont les cellules immunitaires résidentes du système nerveux central qui, dans des conditions normales, participent au développement et au maintien des neurones en sécrétant des facteurs neurotrophiques. Cependant, lorsque l’homéostasie du microenvironnement neuronal est perturbée par des stimuli externes, les cellules microgliales se polarisent, produisant deux phénotypes différents : le phénotype M1 (pro-inflammatoire) classiquement activé et le phénotype M2 (anti-inflammatoire) alternativement activé. Après une lésion nerveuse, la polarisation M1 des cellules microgliales entraîne une réponse inflammatoire accrue et induit une douleur neuropathique. Par conséquent, la régulation de l’état de polarisation des cellules microgliales est devenue une nouvelle stratégie pour soulager la douleur neuropathique.

La voie de signalisation TLR4/NF-κB est une voie de signalisation inflammatoire classique connue. L’activation de TLR4 et de ses molécules en aval telles que MyD88, IκB kinase (IKK) et NF-κB peut promouvoir l’expression de facteurs pro-inflammatoires, aggravant ainsi la neuroinflammation. Par conséquent, l’inhibition de l’activation de la voie TLR4/NF-κB pourrait être une méthode efficace pour réduire la neuroinflammation.

Le β-sitostérol est un composé d’origine végétale largement présent dans l’alimentation quotidienne et présentant peu d’effets secondaires. Des études ont montré que le β-sitostérol peut non seulement réduire le cholestérol, mais aussi avoir des effets anti-inflammatoires significatifs. Des recherches récentes ont confirmé que le β-sitostérol réduit la réponse inflammatoire en inhibant la voie de signalisation TLR4/NF-κB. Sur la base de ce contexte, cette étude a examiné le rôle potentiel et le mécanisme du β-sitostérol dans le soulagement de la neuroinflammation et de la douleur neuropathique.

Source de l’étude

Cet article a été publié conjointement par des chercheurs de l’Université de Jinan, dont Zheng Yachun, Zhao Jiaji, Chang Shiquan et al. Il explore principalement l’effet régulateur du β-sitostérol sur la polarisation des cellules microgliales et la douleur neuropathique. L’article a été publié dans le Journal of Neuroimmune Pharmacology en 2023.

Méthodes de recherche

Conception et processus expérimental

Cette étude a utilisé une combinaison d’expériences in vivo et in vitro pour explorer le mécanisme d’action du β-sitostérol. Le processus expérimental spécifique est le suivant :

  1. Expériences in vivo

    • Animaux expérimentaux et groupes : 32 rats mâles Sprague-Dawley (SD) âgés de 8 semaines ont été utilisés comme sujets d’étude, répartis au hasard en quatre groupes : groupe chirurgie simulée, groupe modèle CCI, groupe ibuprofène et groupe β-sitostérol, avec 8 rats dans chaque groupe.
    • Construction du modèle de lésion du nerf sciatique : La méthode de lésion par compression chronique (CCI) du nerf sciatique a été utilisée pour construire le modèle de douleur du nerf sciatique, comprenant une incision transversale de la peau et des muscles, suivie de quatre sutures consécutives sur le nerf sciatique avec un fil de suture 4.0, chaque suture étant espacée d’environ 1 mm.
    • Traitement médicamenteux : Un jour après la chirurgie, les médicaments correspondants ont été administrés par gavage : le groupe ibuprofène a reçu une solution d’ibuprofène (10 mg/kg/bid) ; le groupe β-sitostérol a reçu une solution de β-sitostérol (50 mg/kg/bid) ; les groupes chirurgie simulée et modèle ont reçu une solution saline physiologique (0,9%, 6 ml/kg/bid), pendant 21 jours.
    • Expériences comportementales : Le test de von Frey a été utilisé pour évaluer l’hypersensibilité mécanique des rats SD.

  2. Expériences in vitro

    • Culture cellulaire et groupes : Les cellules microgliales GMI-R1 ont été cultivées in vitro et divisées en groupes. Ils comprenaient un groupe contrôle, un groupe LPS, un groupe LPS+TAK-242, un groupe LPS+JSH-23, un groupe LPS+β-sitostérol et un groupe β-sitostérol.
    • Détermination de la viabilité cellulaire : L’expérience CCK8 a été utilisée pour déterminer l’effet de différentes concentrations de β-sitostérol sur la viabilité cellulaire, et une concentration appropriée a été sélectionnée pour les expériences ultérieures.
    • PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR) : L’expression de l’ARNm des gènes associés dans chaque groupe de cellules a été détectée.
    • Détection par cytométrie en flux : Les marqueurs de polarisation des cellules microgliales CD32 (marqueur M1) et CD206 (marqueur M2) ont été détectés.
    • Détection par immunofluorescence : L’expression des marqueurs M1 et M2 dans les cellules microgliales a été marquée par immunofluorescence et analysée quantitativement.
    • Détection par Western Blot : L’expression des protéines associées dans chaque groupe de cellules a été détectée.

  3. Analyse des données

    • Toutes les données expérimentales ont été traitées et analysées à l’aide du logiciel GraphPad Prism 8.0.2, en utilisant l’analyse de variance à un facteur (ANOVA) pour comparer les différences entre les groupes, avec un niveau de signification fixé à P < 0,05.

Principaux résultats

  1. Résultats des expériences comportementales

    • Les résultats ont montré que l’hypersensibilité mécanique des rats du groupe CCI a augmenté de manière significative après l’opération, tandis que l’hypersensibilité des groupes ibuprofène et β-sitostérol est progressivement revenue à des niveaux normaux.

  2. Expression des facteurs inflammatoires dans le sérum

    • Les résultats ELISA ont montré que les niveaux des facteurs pro-inflammatoires IL-1β et IL-8 dans le sérum des rats du groupe CCI étaient significativement élevés, tandis qu’après 21 jours de traitement au β-sitostérol, les niveaux des facteurs pro-inflammatoires ont significativement diminué et le niveau du facteur anti-inflammatoire IL-4 a significativement augmenté.

  3. Coloration HE du nerf sciatique

    • La coloration HE a montré que le nerf sciatique des rats du groupe CCI présentait une structure désordonnée, une perte neuronale, une pycnose nucléaire et une infiltration inflammatoire. Après le traitement au β-sitostérol, la structure des fibres nerveuses est revenue à la normale et la pycnose nucléaire s’est significativement améliorée.

  4. Expression des protéines liées à la voie de signalisation TLR4/NF-κB

    • Les résultats du WB et de l’immunohistochimie ont montré que le modèle CCI active la voie de signalisation TLR4/NF-κB, augmente l’expression des facteurs pro-inflammatoires et favorise l’activation des cellules microgliales, tandis que le β-sitostérol inhibe efficacement ces changements.

  5. Résultats des expériences cellulaires

    • Les résultats CCK8 ont déterminé que la concentration optimale de β-sitostérol était de 40 μM.
    • Les résultats de qRT-PCR ont montré que le β-sitostérol régule significativement à la baisse l’expression des facteurs pro-inflammatoires induits par le LPS et régule à la hausse l’expression des facteurs anti-inflammatoires.
    • Les résultats de la cytométrie en flux et de l’immunofluorescence ont montré que le β-sitostérol réduit la proportion de polarisation M1 des cellules microgliales et augmente la proportion de polarisation M2 en inhibant la voie de signalisation TLR4/NF-κB.

Conclusion

Cette étude démontre que le β-sitostérol peut soulager la douleur neuropathique en régulant la polarisation des cellules microgliales et en inhibant la voie de signalisation TLR4/NF-κB, réduisant ainsi la neuroinflammation. Cela fournit une base théorique et expérimentale pour l’utilisation du β-sitostérol comme nouveau médicament pour le traitement de la douleur neuropathique.

Points forts de la recherche

  1. Le β-sitostérol soulage significativement la douleur neuropathique : Cette étude est la première à démontrer systématiquement l’efficacité du β-sitostérol dans le soulagement de la douleur neuropathique.
  2. Révélation du mécanisme potentiel : Une série d’expériences in vivo et in vitro a vérifié que le β-sitostérol affecte la polarisation des cellules microgliales en régulant la voie de signalisation TLR4/NF-κB.
  3. Analyse de sécurité : Les résultats de la coloration HE ont montré que le β-sitostérol n’a pas de toxicité hépatique ou rénale évidente, ce qui suggère un bon potentiel d’application clinique.
  4. Méthodes innovantes : Combinaison de tests comportementaux in vivo et de techniques de biologie moléculaire in vitro pour explorer de manière complète le mécanisme d’action du médicament.