Les stilbènes de la Vigne : rôle de leur métabolisme et de leurs interactions dans les activités anti-inflammatoires et antioxydantes

Vine stilbenes : role of their metabolism and their interactions in anti-inflammatory and antioxidant activities

• Auteur / Autrice : Biranty Sy
• Direction : Arnaud Courtois
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nutrition
• Date : Soutenance le 22/12/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche oenologie
• Jury : Président / Présidente : Claude Atgié
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maria Puy Portillo, Stéphanie Pain
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Maria Puy Portillo, Stéphanie Pain

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vigne

Polyphénols

Antioxydants

Anti-inflammatoires

Stilbène

Mots clés libres

Stilbènes

Métabolisme

Interactions

Anti-Inflammatoire

Antioxydant

Polyphénols

Stilbenes

Metabolism

Interactions

Anti-Inflammatory

Antioxidant

Polyphenols

Résumé

Les stilbènes sont une famille de polyphénols que l’on retrouve, entre autre, dans la vigne et le vin. Le resvératrol, molécule phare de cette famille, est à l’origine de la formation de nombreux dérivés. Le resvératrol et ses oligomères sont connus pour leur activités anti-inflammatoires et antioxydantes. Ces activités sont en partie à l'origine des effets cardioprotecteurs, antiobésités, anticancereux et neuroprotecteurs des stilbènes observées in vivo, malgré une très faible biodisponibilité qui s’explique en partie par un métabolisme intestinal et hépatique important que nous avons montré au laboratoire. Ce fait suggère que certains métabolites des stilbènes pourraient être eux-mêmes actifs et participer à l’activité globale de ces composés. Généralement, la majorité des études se focalise sur l’utilisation de stilbènes en tant que composés individuels. Cependant dans notre alimentation ou dans le domaine de la nutraceutique, ces molécules existent souvent sous formes de mélanges complexes dans des extraits et peuvent interagir entre elles. Ce faisant, ces interactions peuvent soit augmenter ou diminuer les activités biologiques globales des stilbènes au sein du mélange. Au cours des deux dernières décennies, une centaine d’études ont évalué les interactions entre les polyphénols de différentes familles. Les interactions entre stilbènes n’ont par contre été que peu rapportées et restent à déterminer. Les objectifs de ce travail de thèse étaient d’une part d’étudier les interactions entre le resvératrol et deux de ses oligomères à savoir l’ε-viniférine (un dimère) et la vitisine B (un tétramère) puis d’autre part de caractériser le métabolisme de ces composés afin de déterminer les implications de ces phénomènes dans leur propriétés anti-inflammatoires et antioxydantes. Les interactions ont été étudiées dans un modèle acellulaire et dans un modèle cellulaire de macrophages de rat (RAW 264.7). Concernant le modèle acellulaire, nous avons évalué les activités antiradicalaires et de chélation de métaux pour les stilbènes individuels et pour leurs combinaisons équimolaires. Concernant le modèle cellulaire, nous avons évalué les activités anti-inflammatoires et antioxydantes des stilbènes individuels et leurs combinaisons dans des cellules RAW 264.7 stimulées par le LPS. Le métabolisme de ces stilbènes a été mesuré dans les macrophages RAW 264.7 stimulés ou non par le LPS. Nous avons montré que les stilbènes présentaient individuellement des activités antiradicalaires, antioxydantes et anti-inflammatoires et que ces effets se différentiaient les uns des autres selon le modèle utilisé. En général les interactions entre les stilbènes sont de nature additives et synergiques, et leurs interactions dépendent des composés existants dans les mélanges, de leurs concentrations et du type de test. Il nous est apparu difficile voire impossible de prédire les interactions à partir des composés individuels. Nous n’avons observé aucune trace de métabolisme de l’ε-viniférine ou de la vitisine B dans les cellules RAW 264.7 avec au contraire une accumulation intracellulaire de ces composés. Par contre, dans ces cellules, nous avons mis en évidence pour la première fois le métabolisme du resvératrol en resvératrol-3-O-glucuronide qui présente lui-même des activités anti-inflammatoires et antioxydantes, bien que celles-ci étaient moindre que celles du resvératrol. Ce travail a permis de mettre en évidence pour la première fois la formation d’un métabolite actif du resvératrol dans des macrophages. Il a également mis en évidence que les stilbènes de la vigne peuvent interagir de manière additive et/ou synergique contre l’inflammation et le stress antioxydant. Ces interactions nous semblent particulièrement intéressantes dans la mesure où lors du développement de spécialités nutraceutiques, elles permettraient de réduire les doses de composés individuels tout en conservant ou augmentant leur efficacité au sein d’un mélange.

Stilbenes are a family of polyphenols that are found in vines and wine. Resveratrol, the lead molecule of this family, can form numerous derivatives. Resveratrol and its oligomers are known for their anti-inflammatory and antioxidant activities. These activities are at the origin of the cardioprotective, antiobesity, anticancer and neuroprotective effects of stilbenes observed in vivo, despite a very low bioavailability which is partly explained by significant intestinal and hepatic metabolism that we have shown in the laboratory. This fact suggests that certain stilbene metabolites could be active themselves and participate in the overall activity of these compounds. Generally, the majority of studies focus on the use of stilbenes as individual compounds. However, in our food or in the field of nutraceuticals, these molecules often exist in the form of complex mixtures in extracts and can interact with each other. These interactions can either increase or decrease the overall biological activities of the stilbenes within the mixture. Over the last two decades, around a hundred studies have evaluated the interactions between polyphenols from different families. Interactions between stilbenes, however, have only been rarely reported and remain to be determined. The objectives of this thesis were on the one hand to study the interactions between resveratrol and two of its oligomers, namely ε-viniferin (a dimer) and vitisin B (a tetramer), and on the other hand to characterize the metabolism of these compounds in order to determine the implications of these phenomena in their anti-inflammatory and antioxidant properties. The interactions were studied in a cell-free model and in a cellular model of rat macrophages (RAW 264.7). Concerning the acellular model, we evaluated the free radical scavenging and metal chelating activities for individual stilbenes and for their equimolar combinations. Regarding the cellular model, we evaluated the anti-inflammatory and antioxidant activities of individual stilbenes and their combinations in LPS-stimulated RAW 264.7 cells. The metabolism of these stilbenes was measured in RAW 264.7 macrophages stimulated or not by LPS. We showed that stilbenes individually exhibited anti-radical, antioxidant and anti-inflammatory activities and that these effects are different from each other depending on the model used. In general, the interactions between stilbenes are additive and synergistic, and their interactions depend on the compounds in the mixtures, their concentrations and the type of the assay. Also we found that it is difficult, if not impossible, to predict interactions from individual compounds. We observed no trace of metabolism of ε-viniferin or vitisin B in RAW 264.7 cells, but an intracellular accumulation of these compounds. In these cells, we demonstrated for the first time the metabolism of resveratrol into resveratrol-3-O-glucuronide which itself presents anti-inflammatory and antioxidant activities, although these effects were less than those of resveratrol.This work made it possible to demonstrate for the first time the formation of an active metabolite of resveratrol in macrophages. It also demonstrated that vine stilbenes can interact in an additive and/or synergistic manner against inflammation and antioxidant stresses. These interactions seem particularly interesting to the extent that during the development of nutraceutical specialties, they would make it possible to reduce the doses of individual compounds while maintaining or increasing their effectiveness within a mixture.