Activation de la voie du monoxyde d’azote dans les cellules endothéliales par les anthocyanes du cassis : caractérisation des molécules actives et rôle des co-transporteurs sodium-glucose 1 et 2

Blackcurrant anthocyanin induces activation of NO pathway : role of sodium glucose cotransporter 1 and 2

• Auteur / Autrice : Hyunho Lee
• Direction : Valérie Schini-Kerth
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 12/11/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Regenerative NanoMedicine (Strasbourg ; 2018-2022)
• Jury : Président / Présidente : Gérard Cros
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Valérie Schini-Kerth, Gérard Cros, Caroline Gaucher, Nathalie Jeandidier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gérard Cros, Caroline Gaucher

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transporteur-2 sodium-glucose

Aspect moléculaire

Athérosclérose

Transport biologique actif

Effets physiologiques

Anthocyanes

Physiopathologie

Endothélium vasculaire

Pharmacologie cardiovasculaire

Mots clés libres

Cassis

Sénescence endothéliale

Co-transporteur sodium glucose

Monoxyde d’azote

Blackcurrant

Endothelial senescence

Sodium-glucose cotransporter

Nitric oxide

Résumé

Depuis quelques décennies, de nombreuses données suggèrent que l’effet protecteur cardiovasculaire des anthocyanes implique vraisemblablement une amélioration de la fonction endothéliale par une augmentation de la formation de monoxyde d’azote (NO). Cependant, les mécanismes protecteurs du transport intracellulaire des anthocyanes dans la cellule endothéliale demeurent mal compris. L’objectif de cette thèse est d’évaluer la contribution de SGLT1 et SGLT2, les co-transporteurs majeurs du sodium et du glucose, dans l’entrée des anthocyanes issues du cassis et de ses dérivés glucoside et rutinoside dans les cellules endothéliales. Cette entrée promeut l’activation de la voie de la monoxyde d’azote synthase endothéliale (eNOS) qui est ici étudiée par l’utilisation de vaisseaux isolés et de cellules endothéliales en culture. Un extrait de cassis riche en anthocyanes (BCE) induit la relaxation dépendante de l’endothélium par la voie du NO sur des anneaux d’artère coronaire de porc et active la voie de signalisation Akt-eNOS au sein des cellules endothéliales en culture. De plus, des expériences additionnelles suggèrent que l’effet protecteur des anthocyanes dépend à la fois du type de glucoside présent dans la structure des anthocyanes mais aussi de la contribution des transporteurs SGLTs dans l’influx cellulaire des anthocyanes. La capacité des anthocyanes à lutter contre la dysfonction endothéliale est hautement potentialisée dans un modèle cellulaire de sénescence réplicative par l’augmentation de l’influx des anthocyanes due à une forte expression des SGLTs. L’ensemble de ces données indique que les anthocyanes extraits du cassis sont de puissants activateurs de la voie du NO endothélial dans les cellules natives et en culture. Parmi les anthocyanes contenus dans le cassis, les dérivés glycosidiques comme la cyanidine et la delphinidine-3-O-glucoside, sont les anthocyanes les plus puissantes afin d’activer la voie du NO. En conclusion, les anthocyanes peuvent être particulièrement intéressantes afin de cibler précocement les sites à risque d’athérosclérose par leur effet de stimulation de l’expression des transporteurs SGLT1 et 2.

Since last few decades, considerable data have been suggested that the protective effect of anthocyanin on cardiovascular system is likely to involve an improvement of endothelial function by increase nitric oxide (NO) formation. However, comprehensive studies on the subsequent mechanisms of protective effect by anthocyanin intracellular transportation in vascular endothelial cell is poorly understood. The aim of this thesis is to evaluate the possibility that SGLT1 and 2, the two major sodium-glucose cotransporters (SGLT), contribute to blackcurrant anthocyanins and its major glucoside- and rutinoside-conjugated anthocyanins uptake into endothelial cells that promoting the subsequent activation of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) pathway using isolated blood vessels and cultured endothelial cells. An anthocyanin rich blackcurrant extract (BCE) induced NO-mediated endothelium dependent relaxation in porcine coronary artery rings and activated Akt-eNOS signaling pathway in cultured endothelial cell. Furthermore, additional experiments suggested that such a protective effect of anthocyanin is based on the type of glucoside in anthocyanin structure and contribution of SGLTs for the intracellular transportation of anthocyanins. An ability of anthocyanin against endothelial dysfunction is highly potentiated in the endothelial cell replicative senescence model by the increase anthocyanin efflux according to the high expression of SGLTs. Altogether, the present findings indicate that blackcurrant anthocyanins are potent activator of the endothelial NO pathway in native and cultured endothelial cells. Among blackcurrant anthocyanins, glucose derivatives such as cyanidin and delphinidin -3-O-glucoside are the most potent anthocyanins for activation of NO pathway. In conclusion, anthocyanin can be more prominent by preferentially targeting an early stage of atherosclerotic site by their increase expression of SGLT1 and 2.