Journal de nutrition clinique et de métabolisme

Nutrition clinique 2017 : Effet de différentes concentrations de magnésium sur l'expression du gène NF-κB dans les cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine (HUVEC) – Lujain Almousa - Université de Nottingham

Lujain Almousa, AM Salter et SC Langley-Evans

Le magnésium a des effets anti-inflammatoires et antioxydants et joue un rôle défensif dans le déclenchement des cellules immunitaires du corps. De plus, le magnésium améliore la fonction endothéliale et inhibe l'athérosclérose. L'inflammation est un facteur de risque de progression de l'athérosclérose et peut être médiée par l'activation du facteur nucléaire kappa, amplificateur de la chaîne légère des cellules B activées (NF-κB), qui joue un rôle clé dans le développement de l'inflammation car lorsque le NF-κB est transféré au noyau et se lie aux régions promotrices, il initie la transcription de nombreux médiateurs inflammatoires. En réponse à l'inflammation, le NF-κB améliore la transcription de la molécule d'adhésion intercellulaire-1 (ICAM-1), de la molécule d'adhésion aux cellules vasculaires-1 (VCAM1) et des cytokines inflammatoires, qui facilitent la transmigration des leucocytes de la lumière des vaisseaux sanguins à travers la barrière des cellules endothéliales et dans l'espace sous-endothélial. Dans cette étude, nous avons déterminé l'effet de différentes concentrations de magnésium sur l'expression de NF-κB. Les HUVEC ont été cultivées dans différentes concentrations de MgSO4 : 0,1 mm, 5 mm et comparées à la concentration physiologique circulante. L'expression de NF-κB a été déterminée au niveau de l'ARNm par PCR quantitative en temps réel. Une expression de NF-κB significativement élevée a été observée dans les cellules déficientes en magnésium (0,1 mm) qui ont été stimulées avec du lipopolysaccharide 0,5 μg pendant 4 heures (34 %, P = 0,032). De plus, une suppression marquée de l'expression de NF-κB dans les HUVEC stimulées par le LPS (5 mm) traitées au magnésium a été observée (31 %, P = 0,048), par rapport à la concentration physiologique de 1 mm. Ces données montrent que le magnésium était inversement associé à l'expression de NF-κB qui induit une surexpression du phénotype inflammatoire dans les cellules endothéliales et a été lié à la pathogenèse de nombreuses maladies cardiovasculaires.

Nous avons étudié les effets de la berbérine sur l'apoptose induite par les lipopolysaccharides dans les cellules endothéliales de la veine ombilicale humaine et les mécanismes moléculaires médiateurs de cet effet. Les effets de la berbérine sur l'apoptose et la viabilité cellulaires induites par les LPS ont été mesurés par coloration à la 5-éthynyl-2-désoxyuridine, cytométrie de flux et tests Cell Counting Kit-8. L'expression et/ou l'activation de protéines pro-apoptotiques et anti-apoptotiques ou de voies de signalisation, notamment la caspase-3, la polymérase, la leucémie myéloïde-1, la protéine kinase activée par les mitogènes p38, la kinase C-Jun N-terminale et la kinase régulée par le signal extracellulaire, ont été déterminées par transfert Western. Les niveaux de malondialdéhyde, l'activité de la superoxyde dismutase et la production de cytokines pro-inflammatoires ont été mesurés par des tests d'immuno-absorption enzymatique. Les résultats ont démontré que le prétraitement à la berbérine protégeait les HUVEC de l'apoptose induite par le LPS, atténuait les lésions induites par le LPS, inhibait la phosphorylation de JNK induite par le LPS, augmentait l'expression de MCL-1 et l'activité de la SOD et diminuait la production de cytokines pro-inflammatoires. Les effets de la berbérine sur les HUVEC traités au LPS ont été empêchés par le SP600125, un inhibiteur spécifique de JNK. Ainsi, la berbérine pourrait être un candidat potentiel dans le traitement des maladies vasculaires liées aux lésions des cellules endothéliales. Les cellules endothéliales, qui agissent comme une barrière sélective entre les tissus et le sang, jouent un rôle potentiel dans le contrôle des réponses inflammatoires, de l'immunité et de l'homéostasie. Afin de maintenir une fonction organique normale et l'homéostasie vasculaire, l'intégrité de la paroi endothéliale est essentielle. Un dysfonctionnement et/ou une lésion des CE peuvent perturber l'intégrité de la paroi endothéliale et conduire par la suite à une maladie vasculaire. Les dysfonctionnements et/ou lésions des CE, qui sont généralement médiés par le lipopolysaccharide, sont des complications de la septicémie, qui est considérée comme la principale cause de plusieurs maladies, dont le diabète sucré, l'athérosclérose et la thrombose. Par conséquent, les agents qui protègent l'endothélium vasculaire contre les lésions et/ou les dysfonctionnements sont censés réduire l'incidence des maladies cardiovasculaires. Étant donné que le LPS fait partie intégrante de la membrane externe des bactéries Gram-négatives, il est considéré comme un déclencheur de lésions des CE et de ses syndromes associés. In vitro, la stimulation par le LPS altère de multiples fonctions des CE, notamment la viabilité, l'apoptose, la libération de malondialdéhyde (MDA) et la synthèse du facteur de nécrose tumorale (TNF-) et de l'interleukine- (IL-) 6. De plus en plus de preuves suggèrent que le stress oxydatif induit par la stimulation par le LPS peut conduire à l'apoptose ou à la mort des CE. Dans les cellules endothéliales, le stress oxydatif déclenche diverses voies de transduction du signal liées à la survie et à l'apoptose cellulaires, induit des dommages aux membranes cellulaires et à la structure de l'ADN et affecte les membres de la famille des protéines kinases activées par les mitogènes (MAP) (MAPK) et les processus biologiques cellulaires régulés par la MAP kinase, tels que l'apoptose, la différenciation et la croissance cellulaires.Des études antérieures ont montré que trois sous-familles MAPK sont activées en réponse à la stimulation LPS, notamment la kinase N-terminale c-Jun (JNK), la kinase p38 MAP (p38) et la kinase régulée par le signal extracellulaire.