Evaluation of neurotrophic potentials of essential oils, stilbenes and oxysterols on cell models of neurodegeneration in vitro
Evaluation des potentiels neurotrophiques d'huiles essentielles, de stilbènes et d'oxystérols sur des modèles cellulaires de neurodégénérescence in vitro
Résumé
A better understanding of ageing and the prevention of age-related diseases is a public health challenge. Several types of compounds have been studied: (a) trans-resveratrol (RSV) derivatives produced in the laboratory, aza-stilbenes, for their cytotoxicity compared to RSV in anti-tumour perspectives, (b) C7 oxysterols (7-ketocholesterol (7KC), 7α-hydroxycholesterol (7α-OHC), 7β-hydroxycholesterol (7β-OHC)) involved in age-related diseases; c) pomegranate seed oil and α-tocopherol to evaluate their cytoprotective activities; d) Mediterranean essential oils (Thyme, Jasmine) to better understand their biological activity. In this perspective, in comparison with the RSV, our study first consisted in evaluating the cytotoxic and antioxidant properties of AZA-STs and their impact on mitochondrial status using murine N2a neuronal cells. The antioxidant activities of AZA-STs, assessed by different techniques (DPPH, FRAP, KRL, PAOT), are often more important than those of RSV. The cytotoxic effects of AZA-STs have shown a decrease in esterase activity associated with a decrease in cell adhesion, mitochondrial dysfunction, overproduction of reactive oxygen species and changes in cell cycle distribution. The synthesised AZA-STs are therefore distinct from RSV and, like RSV, have potential anti-tumour activities. Furthermore, as an increase in oxidised cholesterol derivatives, especially C7-oxysterols (7KC, 7α-OHC, 7β-OHC), is often observed in biological fluids and diseased organs of patients with age-related diseases, cell death induced by these oxysterols was characterised in N2a cells at 72 h and the cytoprotective activities of pomegranate seed oil and α-tocopherol were evaluated in this model. 7α-OHC is not toxic, while 7KC and 7β-OHC induce oxyapoptophagy (including OXYdant stress, APOPTOsis and autoPHAGY criteria) which is attenuated by pomegranate seed oil and α-tocopherol. Furthermore, to prevent skin ageing, essential oils (EOs) are used in aromatherapy and traditional medicine. The chemical composition of jasmine and thyme EOs was determined by gas chromatography-mass spectrometry, their antioxidant activity was measured with the KRL assay and the biological activities of these EOs were addressed on human HaCaT keratinocytes by evaluating their effects at several levels: cell viability, mitochondrial activity, oxidative stress, cholesterol and fatty acid metabolism and cell cycle measurement. The chromatographic profile shows three main constituents for jasmine EO (benzyl acetate, benzyl benzoate and linalool) and for thyme EO (thymol, p-cymene and γ-terpinene). These EOs can be toxic (induction of cell death, oxidative stress) without modifying the cell cycle distribution at high concentrations, from 200 µg/mL for thyme and 400 µg/mL for jasmine. These oils also modify the metabolic pathway of cholesterol and fatty acids. All of this work provides new information on a series of molecules (RSV, AZA-STs, oxysterols) and mixtures of molecules (pomegranate seed oil, thyme and jasmine EOs) involved in various ageing processes or useful for the prevention of ageing.
Mieux connaitre le vieillissement et prévenir les maladies liées à l’âge est un challenge en santé publique. Plusieurs types de composés ont été étudiés : a) des dérivés du trans-resvératrol (RSV) produits au laboratoire, des aza-stilbènes, en évaluant leur potentiel cyto-toxique comparativement au RSV dans des perspectives anti-tumorales, b) des oxystérols oxydés en C7 (7-cétocholestérol (7KC), 7α-hydroxycholestérol (7α-OHC), 7β-hydroxycholestérol (7β-OHC)) intervenant dans des maladies liées à l’âge ; c) de l’huile de pépins de grenade et de l’α-tocophérol pour évaluer leurs activités cytoprotectrices ; d) des huiles essentielles Méditerranéennes (Thym, Jasmin) pour mieux connaitre leurs cibles cellulaires. Dans cette optique, comparativement au RSV, notre étude a d’abord consisté à évaluer les propriétés cytotoxiques et antioxydantes des AZA-STs et leur impact sur le statut mitochondrial en utilisant comme modèle cellulaire des cellules neuronales murines N2a. Les activités antioxydantes des AZA-STs, évaluées par différents techniques (DPPH, FRAP, KRL, PAOT), sont souvent plus importantes que celles du RSV. Les effets cytotoxiques des AZA-STs ont montré une diminution de l’activité estérasique associée à une diminution de l’adhérence cellulaire, à des dysfonctions mitochondriales, à une surproduction d’espèces réactives de l’oxygène et à des modifications au niveau de la répartition du cycle cellulaire. Les AZA-STs synthétisés se distingent donc du RSV et comme ce dernier auraient potentiellement des activités anti-tumorales. Par ailleurs, comme une augmentation de dérivés oxydés du choles-térol, notamment d’oxystérols oxydés en C7 (7KC, 7α-OHC, 7β-OHC), est souvent observée dans les liquides biologiques et les organes malades de patients atteints de maladies liées à l’âge, la mort cellulaire induite par ces oxystérols a été caractérisée sur cellules N2a à 72h et les activités cytoprotectrices de l’huile de pépins de grenade et d’α-tocophérol ont été éva-luées sur ce modèle. Le 7α-OHC n’est pas toxique alors que le 7KC et le 7β-OHC induisent une mort par oxyapoptophagie (incluant des critères de stress OXYdant, d’APOPTOse et d’autoPHAGIE) qui est atténuée par l’huile de pépins de grenade et l’α-tocophérol. Par ailleurs, pour préve-nir le vieillissement cutané, les huiles essentielles (HEs) sont utilisées en aromathérapie et en médecine traditionnelle. La composition chimique des HEs de jasmin et de thym a été déterminée par chromatographie en phase gazeuse associée à la spectrométrie de masse, leur activité antioxydante a été mesurée avec le test KRL et les activités biologiques de ces HEs ont été abordées sur des kératinocytes humains HaCaT en évaluant leurs effets à plusieurs niveaux : viabilité cellulaire, activité mitochondriale, stress oxydant, métabolisme du cho-lestérol et des acides gras et mesure du cycle cellulaire. Le profil chromatographique montre trois principaux constituants pour l’HE de jasmin (acétate de benzyle, benzoate de benzyle et linalol (ou linalool)) et pour l’HE de thym (thymol, p-cymène et γ-terpinène). Ces HEs peuvent être toxiques (induction de mort cellulaire, stress oxydant) sans modifier le cycle cellulaire à concentrations élevées, à partir de 200 µg/mL pour le thym et 400 µg/mL pour le jasmin. Ces huiles modifient aussi le métabolisme du cholestérol et des acides gras. L’ensemble de ces travaux apportent de nouvelles informations sur une série de molécules (RSV, AZA-STs,oxystérols) et de mélanges de molécules (huile de pépins de grenade, HEs de thym et de jasmin) impliquées dans différents processus de vieillissement ou utiles pour la prévention du vieillissement.
Origine : Version validée par le jury (STAR)