Etude de propriétés antioxydantes et cytoprotectrices du resvératrol et d'analogues structuraux

Analogues of resveratrol : antioxidative and cytoprotective properties

• Auteur / Autrice : Yara Rhayem
• Direction : Dominique Bonnefont-Rousselot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 5
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale du Médicament (....-2009 ; Paris)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Paris Descartes. Faculté de pharmacie de Paris (....-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Apoptose

Stilbène

Lipides

Micelles

Antioxydants

Resvératrol

Résumé

La production inappropriée d’espèces radicalaires et/ou la diminution des défenses anti-oxydantes sont à l’origine du stress oxydant, impliqué dans la physiopathologie de maladies chroniques telles que le diabète sucré et les maladies cardiovasculaires. Le resvératrol (trans-3,5,4'-trihydroxystilbène) est un antioxydant d’origine naturelle, possédant des propriétés anti-tumorale, anti-aggrégant plaquettaire, anti-inflammatoire et neuroprotectrice. L’objectif de notre recherche a été d’évaluer les propriétés antioxydantes et cytoprotectrices d’analogues structuraux du resvératrol, le resvératrol étant considéré comme molécule de référence. Dans un premier temps, nous avons étudié les propriétés physico-chimiques du resvératrol qui existe sous deux formes stéréoisomériques trans- et cis-. Le trans-resvératrol dissous en milieu aqueux par sonication puis exposé à la lumière solaire, se transforme en isomère cis-. Nous avons participé à la mise au point d’une technique de détermination du rapport trans-/cis- resvératrol par une méthode spectrophotométrique simple. Dans un second temps, nous avons évalué les propriétés anti-oxydantes in vitro de trois dérivés du stilbène, analogues structuraux du resvératrol : le PDM2 (1,3-dichloro-5-[(1E)-2-(4-chlorophényl) éthényl]-benzène), le PDM11 ((E)-5-[2-(4-chlorophényl) éthényl]-1,3-dimethoxyphényl-éthène) et le picéatannol (trans-3,5,3’,4’-tetrahydroxystilbène). Des micelles d’acide linoléique (10-2 M) renfermant les molécules à tester ont été soumises à l’action de radicaux hydroxyles générés par radiolyse gamma de l’eau en milieu aéré. Les marqueurs de peroxydation lipidique étudiés après irradiation des micelles ont été les diènes conjugués (mesure de l’absorbance à 234 nm) et les hydroperoxydes (CLHP en phase inverse avec détection par chimiluminescence). Nos résultats montrent une activité antioxydante in vitro croissante en fonction de la concentration de picéatannol et de resvératrol (10-5 à 10-4 M). Le picéatannol présente, à concentrations égales, un pouvoir protecteur vis-à-vis de la peroxydation lipidique supérieur à celui du resvératrol, probablement en relation avec la présence d’un groupement hydroxyle supplémentaire comparativement au resvératrol. Le schéma réactionnel proposé pour le mécanisme de protection antioxydante du picéatannol et du resvératrol serait une compétition avec l’acide gras vis-à-vis de la capture des radicaux libres peroxyles LOO• de l’acide gras, la constante de vitesse de réaction des radicaux LOO• étant supérieure dans le cas du picéatannol à celle du resvératrol : k (LOO•+ picéatannol) ≥ 1,4x105 M-1. S-1 et k (LOO• + resvératrol) ≥ 0,3x105 M-1. S-1. Aucune protection significative des micelles vis-àvis de l’attaque radicalaire n’a été observée avec les dérivés PDM2 et PDM11, et l’évaluation des propriétés antioxydantes de ces deux molécules a donc été interrompue. Dans un troisième temps et à la lumière des résultats obtenus en milieu acellulaire, nos travaux ont été orientés vers l’évaluation biologique de l’effet cytoprotecteur de l’apport de groupements hydroxyles sur le noyau de base stilbène constitutif du resvératrol, en milieu cellulaire aortique. Les dérivés tétra- (picéatannol) et hexa-hydroxylés du resvératrol ont été synthétisés (collaboration Dr Jaeger, Vienne, Autriche). Les capacités cytoprotectrices de ces molécules, comparées à celles du resvératrol, ont été évaluées sur le modèle cellulaire des cellules endothéliales aortiques bovines (BAEC). Ces cellules ont été soumises à un stress oxydant chronique (glucose à forte concentration – 25 mM) après un prétraitement (ou un co-traitement) par les molécules d’intérêt (1 à 50 μM). Un effet anti-apoptotique, lié à une réduction de la production radicalaire intracellulaire, a été recherché par la mesure des activités de la caspase-3 et de la Poly (ADP ribose) Polymérase (PARP). La modulation de l’effet cytoprotecteur des dérivés tétra- (picéatannol) et hexa-hydroxylés du resvératrol est apparue partielle et non corrélée à l’enrichissement de la molécule de référence en groupements hydroxyles. L’activité antioxydante in vitro ne paraît pas correspondre à un effet cytoprotecteur dans les conditions de stress oxydant étudiées.

Oxidative stress is implicated in chronic diseases such as diabetes mellitus and cardiovascular disease. Resveratrol (trans-3,5,4'-trihydroxystilbene) is a natural antioxidant displaying anti-tumor, anti-platelet aggregation, anti-inflammatory and neuroprotective effects. Our work aimed to study the antioxidative and cytoprotective properties of resveratrol’s structural analogues. We participated in the development of a simple spectrophotometrical technique to determine the trans-/cis- resveratrol ratio. We also studied the in vitro protective effects of three derivatives of resveratrol, i. E. , piceatannol(trans-3,5,3_,4_-tetrahydroxystilbene), PDM2 (1,3-dichloro-5-[(1E)-2-(4-chlorophenyl)ethenyl]-benzene) and PDM11 ((E)-5-[2-(4-chlorophenyl)ethenyl]-1,3-dimethoxyphenyl-ethene), compared with resveratrol as reference compound, against oxidation of linoleate micelles (10-2 M) initiated by radiolysisgenerated hydroxyl radicals. Lipid peroxidation was monitored by conjugated dienes (differential absorbance at 234 nm), and by hydroperoxides (reverse phase HPLC with chemiluminescence detection). The higher the concentration of resveratrol or piceatannol (from 10-5M to 10-4 M), the stronger the antioxidant ability. Piceatannol, with the presence of an additional hydroxyl group, showed a better antioxidant effect than resveratrol for a given concentration (competition with the fatty acid to scavenge lipid peroxyl radicals LOO•), whereas PDM2 and PDM11, without any hydroxyl group, did not exhibit any significant protective effect. A lower limit for the LOO• rate constant has been estimated for piceatannol (≥ 1. 4×105M-1 s-1) and for resveratrol (≥ 0. 3×105 M-1 s-1). The cytoprotective effect of two hydroxylated analogues, piceatannol and hexahydroxystilbene (collaboration with Dr. Jaeger, Vienna, Austria) compared with resveratrol, was evaluated by measuring the activities of caspase-3 and Poly (ADP ribose) polymerase (PARP) in bovine aortic endothelial cells (BAEC) undergoing high glucose (25 mM) stress conditions and pre-treated or co-treated with the studied analogues (1-10-50 µM). Only a partial cytoprotective effect of these molecules seemed to be observed under our experimental conditions