Modulation nutritionnelle de la réponse inflammatoire intestinale par les acides gras polyinsaturés oméga-3 : contribution des cellules endothéliales

Nutritional modulation of intestinal inflammation by polyunsatured fatty acids omega-3 : contribution of endothelial cells

• Auteur / Autrice : Ayman Ibrahim
• Direction : Pierre Déchelotte, Rachel Marion
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Nutrition et physiopathologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Rouen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Médiateurs de l'inflammation

Compléments alimentaires

Cellules endothéliales

Acides gras oméga-3

Inflammation

Intestins

Mots clés libres

Modulation nutritionnelle

Résumé

Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin font partie des priorités de santé publique en gastroentérologie du fait de leur prévalence, de leur chronicité, de leur fort retentissement sur la qualité de vie des malades et de leur coût. A côté des progrès récents dans le domaine des biothérapies, la modulation nutritionnelle de l'inflammation intestinale offre des possibilités thérapeutiques simples, sûres et peu coûteuses. Les acides gras polyinsaturés oméga-3 (ω-3) exercent des effets anti-inflammatoires tant in vitro qu'in vivo. L'objet de cette étude a donc été d'évaluer l'effet modulateur des ω-3 sur 2 modèles expérimentaux d'inflammation intestinale : in vivo chez l'animal et in vitro dans un modèle de cellules endothéliales intestinales humaines. Le premier travail a évalué l'efficacité d'une formulation originale, fortement concentrée en ω3 d'origine végétale (ALA) nanoencapsulés, sur un modèle de colite inflammatoire induite par le TNBS chez le rat, et d'en préciser les mécanismes d'action. L'alimentation a été supplémentée soit en ω-3, soit en huile de maïs (contrôle lipidique). Le taux des ARNm de TNFα et d'IL-1β a été mesuré par PCR. L'expression colique des médiateurs inflammatoires a été déterminée par western blot. La production intra-muqueuse colique en PGE2 et LTB4 a été mesurée par ELISA. L'étude des phospholipides érythrocytaires par chromatographie gazeuse a confirmé la biodisponibilité et l'élongation de l'ALA. La supplémentation en ω-3 exerçait des effets bénéfiques sur l'inflammation intestinale avec réduction des lésions intestinales macroscopiques et de la production des médiateurs inflammatoires, ainsi qu'une diminution de l'activité de NF-kB. Le second travail a évalué l'effet de l'acide docosahexaénoique (DHA), un AGPI ω-3 à chaîne longue, sur les cellules endothéliales microvasculaires intestinales humaines (HIMEC). Les cellules HIMEC ont été prétraitées par le DHA ou l'acide palmitique (contrôle lipidique) puis stimulées par l'IL-1β. L'expression des molécules d'adhésions (VCAM-1, ICAM-1), de COX-2, des TLR, de IkBα, de p-JNK et de p-P38 a été étudiée par western blot. La production des cytokines a été évaluée par ELISA. Le DHA présentait des effets anti-inflammatoires : diminution de l'expression de VCAM-1, de COX-2 et de TLR-4, diminution de la production de PGE2, d'IL-6 et d'IL-8. Ces résultats suggèrent un rôle favorable du DHA sur la composante endothéliale de l'inflammation intestinale. Le troisième travail a évalué les effets d'une formulation riche en ALA sur l'expression des molécules d'adhésion et de l'HO-1 dans un modèle de colite induite par le TNBS. Les rats ont reçu une alimentation supplémentée soit en ALA, soit en huile de maïs. L'intervention nutritionnelle par l'ALA diminue l'expression d'ICAM-1 et de VCAM-1 dans ce modèle de colite mais ne modifie pas l'expression de l'HO-1. Ces résultats suggèrent donc des effets bénéfiques de la supplémentation en ALA sur l'expression des molécules d'adhésion dans une colite induite par TNBS indépendamment de HO-1. Conclusion et perspectives : ces différentes études mettent en évidence le potentiel thérapeutique des ω-3 pour le traitement de l'inflammation intestinale et justifient le développement et l'évaluation clinique de formulation galéniques adaptées permettant d'atteindre in situ des concentrations adaptées et d'assurer une bonne compliance.

Inflammatory bowel diseases are parts of public health priorities in gastroenterology because of their prevalence, their chronicity, their strong impact on the quality of life of patients and their cost. In addition to recent progress in the field of biotherapy, nutritional modulation of intestinal inflammation offer therapeutic possibilities simple, safe and inexpensive. Polyunsaturated fatty acids omega-3 (ω-3) exert anti-inflammatory effects both in vitro and in vivo. The purpose of this work was to evaluate the effects of ω-3 on two experimental models of intestinal inflammation : in vivo and in vitro. The first study evaluated the effectiveness of an original formulation, highly concentrated in plant-derived ω3 (ALA) on a model of colitis induced by TNBS in rats, and clarified the mechanisms of action of ω3. The food was supplemented either with ω3 (ALA) or corn oil (lipid control). The rate of TNFα mRNA and IL-1β was measured by using PCR. The colonic expression of inflammatory mediators was determined by Western blot. The production of PGE2 and LTB4 was measured by ELISA. The study of erythrocyte phospholipids by gas chromatography confirmed the bioavailability and elongation of ALA. ω-3 supplementation exerted beneficial effects on intestinal inflammation with a reduction of macroscopic intestinal damage and the production of inflammatory mediators, and inhibition the activity of NF-kB. The second work evaluated the effect of docosahexaenoic acid (DHA), a long chain ω3, on human intestinal microvascular endothelial cells (HIMEC). HIMEC cells were pretreated with DHA or palmitic acid (lipid control) and then stimulated by IL-1β. The expression of adhesion molecules (VCAM-1, ICAM-1), COX-2, TLR, of IkBα, p-JNK and p-P38 was studied by Western blot. The cytokine production was evaluated by ELISA. DHA showed anti-inflammatory effects : Diminution the expression of VCAM-1, COX-2 and TLR-4, reduction the production of PGE2, IL-6 and IL-8. These results suggest a beneficial role of DHA on the endothelial component of intestinal inflammation. The third work evaluated the effects of a formulation rich in ALA on the expression of adhesion molecules and HO-1 in a model of colitis induced by TNBS. The rats were fed a diet supplemented with either ALA or corn oil. Nutritional Intervention by ALA reduced the expression of ICAM-1 and VCAM-1 in this model of colitis but did not alter the expression of HO-1. These results suggest beneficial effects of ALA supplementation on the expression of adhesion molecules in TNBS-induced colitis independently of HO-1. Conclusion : These studies highlight the therapeutic potential of ω3 for the treatment of intestinal inflammation and motivate the development and clinical evaluation of adequate formulation to achieve adequate concentrations in situ and to ensure good complain.