Etude des effets biologiques des huiles essentielles sur des cellules épidermiques humaines normales et cancéreuses et leurs mécanismes d'action

Biological effects of essential oils on normal and cancerous epidermal cells and their mechanisms of action

• Auteur / Autrice : Jérémie Sœur
• Direction : Meng-Er Huang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques. Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Kératinocytes

Épiderme

Protéines p53

Stress oxydatif

Épithélioma spinocellulaire

Apoptose

Mots clés libres

Carcinome spino-cellulaire

Résumé

Les huiles essentielles (HE) sont un mélange complexe de molécules volatiles et aromatiques issues des plantes. De nombreuses propriétés leurs sont attribuées telles que des propriétés anti-infectieuses, antioxydantes, antimutagènes. . . Ce travail vise à étudier les activités biologiques de l'HE d'Origan Compact (HEO) et de l'HE de Bois de rose (HEB) sur des kératinocytes primaires humains normaux (NHEK), des cellules normales immortalisées (HEK001), des cellules cancéreuses (A431) et des cellules assimilées comme précancéreuses (HaCaT). Nos résultats montrent qu'à des concentrations bien définies, l'HEO et l'HEB induisent préférentiellement une mort par apoptose dans les cellules A431 et HaCaT sans causer de toxicité majeure dans les cellules normales. Les voies intrinsèque et extrinsèque sont mises en jeu dans les cellules A431 et HaCaT, ainsi que la translocation mitochondriale de p53 (bien que muté dans ces cellules) et Bax. Les HEO et HEB induisent un stress oxydant, une dépolarisation membranaire mitochondriale, une apoptose dépendante de l'activité caspase et l'expression de gènes pro-apoptotiques. Le stress oxydant induit par les HE semble être un événement majeur dans les mécanismes d'apoptose. Le prétraitement des cellules NHEK par des concentrations non cytotoxiques diminue les dommages oxydatifs à l'ADN induits par les UVA. A ces concentrations, l'expression de nombreux gènes impliqués dans les voies de détoxification est augmentée. Ces résultats suggèrent l'utilisation potentielle de ces HE dans le cadre de traitement contre des cancers épidermiques ou de lésions précancéreuses. Cette étude met également en évidence une propriété de détoxification de ces HE.

Essential oils (EO) are complex mixtures of odorous and volatile compounds from plant. They are known to possess a wide range of biological activities including anti-infectious, antioxidant or antimutagenic activities. Ln order to explore the properties of EO on human skin cells, we investigated the effects of the EO from Origanum compactum (OEO) and from rosewood Aniba rosaeodora (REO), on A431 human skin cancer cell line, HaCaT cells which are thought to represent precancerous lesions, immortalized normal keratinocytes (HEK001) and primary normal keratinocytes (NHEK). We showed that OEO and REO, in a defined range of concentrations, selectively killed A431 and the HaCaT cells through intrinsic and extrinsic apoptosis pathways. Same treatments had minor cytotoxic effect on HEK001 and NHEK cells. Preferentially OEO and REO caused in A431 and HaCaT cells reactive oxygen species production, mitochondrial membrane depolarization, p53 (although mutated) and Bax mitochondria localization, up-regulation of pro-apoptotic genes and caspase-dependent cell death. Increase oxidative stress appears to play a key role in OEO and REO-induced apoptosis. At non-cytotoxic concentrations, OEO and REO pretreatment decreased oxidative DNA damage induced by UVA irradiation in primary normal keratinocytes compared to irradiate but no OEO or REO-pretreated cells. At these concentrations, OEO and REO up-regulated several genes involved in antioxidant response. These results suggest that OEO and REO may be potential candidates which could preferentially target cancer cells without seriously affecting normal skin cells. This study also reveals potentials of OEO and REO in cancer chemoprevention.