L’épigallocatéchine-3-gallate (EGCG) inhibe la neuroinflammation dans les cellules BV2 en régulant la voie ROS/TXNIP/NLRP3

Contexte de recherche

La maladie d’Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative qui touche principalement les personnes âgées, caractérisée par des troubles cognitifs persistants et des déficits comportementaux. Les changements neuropathologiques de la MA comprennent le dépôt de protéine bêta-amyloïde (Aβ), des enchevêtrements neurofibrillaires anormaux (NFT) et une perte neuronale dans le cerveau. Des études ont montré que le dépôt chronique d’Aβ active la microglie, entraînant une inflammation chronique et finalement la mort neuronale et des déficits cognitifs. De plus, l’activation de l’inflammasome NLRP3 (domaine de liaison aux nucléotides contenant 3) est étroitement liée à l’inflammation microgliale et à la MA. Par conséquent, la prévention de l’activation de l’inflammasome pourrait être une intervention potentielle pour le traitement de la MA.

Motivation de la recherche

Les recherches actuelles montrent que de nombreux stimuli de l’inflammasome NLRP3 peuvent induire la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS), et l’augmentation des ROS est cruciale pour l’activation de l’inflammasome (Dominic et al. 2022). Les ROS sont considérées comme un facteur clé déclenchant la formation et l’activation de l’inflammasome NLRP3 (Billingham et al. 2022), et la principale cause de l’augmentation des niveaux de ROS est le dysfonctionnement mitochondrial (Angelova et Abramov 2018). TXNIP (protéine d’interaction avec la thiorédoxine) est un inhibiteur endogène de la thiorédoxine (Trx), une protéine de clairance des ROS, et sert de pont entre le stress oxydatif et l’inflammasome NLRP3. Dans ce contexte, cette étude se concentre sur le mécanisme anti-inflammatoire de l’épigallocatéchine-3-gallate (EGCG), un polyphénol présent dans le thé vert.

Source de l’étude

Cette étude a été réalisée par les auteurs suivants : Yanyan Xiao, Chenglin Yang, Nana Si, Tao Chu, Jiahui Yu, Xintong Yuan et Xiang-Tao Chen, tous de la Faculté de pharmacie de l’Université médicale d’Anhui. L’article a été publié dans le Journal of Neuroimmune Pharmacology, accepté officiellement le 8 juin 2024, et est disponible à l’adresse https://doi.org/10.1007/s11481-024-10131-z.

Processus de recherche

Partie expérimentale

Pour vérifier l’effet inhibiteur de l’EGCG sur l’inflammation des cellules BV2, l’expérience a suivi les étapes suivantes :

1. Culture cellulaire et traitement : Les cellules BV2 (Pékin, Chine) ont été cultivées dans un milieu DMEM à haute teneur en glucose incomplet, supplémenté avec 10% de sérum fœtal bovin (FBS) et 1% de pénicilline-streptomycine, incubées à 37°C avec 5% de CO2.

2. Induction de l’inflammation et traitement médicamenteux : Les étapes expérimentales comprenaient :

   • Exposition des cellules BV2 à des solutions d’EGCG (5 µM, 10 µM et 20 µM) ou à MCC950 (10 µM), NAC (20 mM) ou Mitoquinone (MitoQ, 0,2 µM) pendant 1 heure.
   • Traitement ultérieur avec du LPS (1 µg/ml) pendant 1 heure, puis avec des oligomères Aβ1-42 (Aβo) (10 µg/ml) pendant 6 heures pour induire une réponse inflammatoire (Zhong et al. 2019).

3. Détection de la viabilité cellulaire : La viabilité des cellules BV2 a été déterminée à l’aide d’un kit CCK-8, et l’absorbance a été mesurée à 450 nm au microscope.

4. Analyse Western Blot et RT-PCR : Les niveaux de protéines dans les cellules BV2 (telles que IL-1β, TNF-α, IBA-1, NLRP3 et Caspase-1) ont été analysés, et les changements des marqueurs inflammatoires intercellulaires ont été déterminés expérimentalement.

5. Détection par immunofluorescence et détection des ROS intracellulaires : La production de ROS dans les cellules BV2 a été observée par microscopie à fluorescence, et les niveaux intracellulaires de ROS ont été détectés par la méthode de coloration DCFH-DA.

6. Détection du potentiel membranaire mitochondrial : Les changements du potentiel membranaire mitochondrial des cellules BV2 ont été détectés à l’aide de la sonde fluorescente JC-1, analysant la production de ROS sous lésion mitochondriale.

Résultats de la recherche

Effet inhibiteur de l’EGCG sur la réponse inflammatoire induite par LPS/Aβo dans les cellules BV2

Après traitement par l’EGCG, les niveaux d’expression des ARNm des facteurs inflammatoires pertinents tels que IL-1β, IL-6, TNF-α dans les cellules BV2 ont été significativement réduits (Fig. 1a-c), et l’expression des niveaux de protéines correspondants a également été significativement diminuée (Fig. 1d-i). La coloration par immunofluorescence a en outre confirmé que l’EGCG réduisait également l’initiation de la réponse inflammatoire et le dépôt d’Aβ (Fig. 1j).

L’EGCG inhibe la réponse inflammatoire induite par LPS/Aβo en supprimant l’activation de l’inflammasome NLRP3

En explorant le mécanisme d’inhibition de l’inflammation par l’EGCG dans les cellules BV2, il a été constaté que l’EGCG réduisait les niveaux d’expression des molécules liées à l’inflammasome telles que NLRP3, ASC, Caspase-1 (Fig. 2a-e). En particulier, l’expression d’IL-1β a été significativement réduite après traitement par l’EGCG, confirmant son effet inhibiteur sur l’activation de l’inflammasome. De plus, l’utilisation de l’inhibiteur de l’inflammasome MCC950 et de l’activateur ATP a vérifié le mécanisme d’inhibition de l’EGCG sur l’inflammasome NLRP3 (Fig. 2f-h).

L’EGCG inhibe l’activation de l’inflammasome NLRP3 induite par LPS/Aβo dans les cellules BV2 en réduisant le stress oxydatif

L’augmentation de la production endogène de ROS est un facteur important dans l’activation de l’inflammasome NLRP3. Cette étude a découvert, par la méthode de coloration par sonde fluorescente, que l’EGCG réduisait significativement les niveaux intracellulaires de ROS induits par LPS/Aβo, et a vérifié l’effet en utilisant l’inhibiteur de ROS NAC et l’activateur de ROS tBHP (Fig. 3a-b).

L’EGCG inhibe la production de ROS due au dysfonctionnement mitochondrial

L’expérience a exploré davantage si l’EGCG inhibe la production de ROS via le dysfonctionnement mitochondrial. Les résultats ont montré que l’EGCG et l’inhibiteur spécifique des ROS mitochondriales MitoQ présentaient des effets similaires (Fig. 4a). Utilisant la sonde fluorescente JC-1, il a été constaté que l’EGCG et MitoQ pouvaient tous deux réduire la proportion de fluorescence verte induite par les dommages mitochondriaux (Fig. 4b-f).

Rôle de TXNIP dans la régulation de l’activation de l’inflammasome NLRP3 par l’EGCG

En tant que molécule de signalisation clé, TXNIP joue un rôle crucial dans le stress oxydatif et l’activation de l’inflammasome NLRP3. Cette étude a découvert que l’EGCG pouvait inhiber l’expression de TXNIP induite par LPS/Aβo dans les cellules BV2, et a confirmé davantage l’effet inhibiteur de l’EGCG par des expériences de knockdown et de surexpression de siRNA (Fig. 5a-i).

Conclusion et signification

Cette étude démontre le mécanisme potentiel de l’EGCG pour inhiber la neuroinflammation via la voie ROS/TXNIP/NLRP3, fournissant de nouvelles perspectives pour le traitement de la MA. Bien que le mécanisme pharmacologique de cette étude ait été validé dans un modèle in vitro, sa pharmacocinétique et ses interactions avec d’autres molécules dans les modèles in vivo nécessitent des recherches supplémentaires. En soulignant le nouveau mécanisme de l’EGCG pour inhiber l’activation de l’inflammasome, cette étude fournit de nouvelles cibles potentielles pour la prévention et le traitement de la MA, et révèle de nouvelles voies pour la thérapie anti-inflammatoire.

Points forts de la recherche

• Révèle pour la première fois le mécanisme par lequel l’EGCG inhibe la neuroinflammation via la voie mitochondriale ROS/TXNIP/NLRP3.
• L’EGCG montre des effets anti-inflammatoires et neuroprotecteurs significatifs, offrant une nouvelle approche potentielle pour le traitement de la MA.
• Fournit une voie thérapeutique ciblée potentielle, avec une importance significative pour les recherches ultérieures.

Limites de l’étude et orientations futures

Bien que l’EGCG ait montré de bons effets anti-inflammatoires dans les études in vitro, son efficacité dans les modèles in vivo nécessite une validation supplémentaire, en particulier sa biodisponibilité et ses mécanismes de signalisation spécifiques dans le cerveau. De plus, le potentiel d’application combinée de l’EGCG avec d’autres médicaments anti-inflammatoires ou neuroprotecteurs mérite d’être exploré.