Étude des propriétés antioxydante et anti-inflammatoire de l’huile d’argan dans la dérégulation du métabolisme peroxysomal

Study of the antioxidant and anti-inflammatory properties of argan oil in the deregulation of peroxisomal metabolism

• Auteur / Autrice : Soukaina Essadek
• Direction : Mustapha Cherkaoui-Malki, Boubker Nasser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 21/02/2023
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté en cotutelle avec Université Hassan Ier (Settat, Maroc)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biochimie du péroxysome, inflammation et métabolisme lipidique (Bio-peroxIL) (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Saïd Hilali
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Andreoletti, Mariam Benbachir
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Halima Lebrazi, Hamid Morjani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stérols végétaux

Arganier

Amandes

Anti-inflammatoires

Huile d'argan

Antioxydants

Mots clés libres

Antioxydant

Huile d'argan

Anti-Inflammatoire

Métabolisme peroxysomal

Antioxidant

Argan oil

Anti-Inflammatory

Peroxisomal metabolism

Résumé

L’huile d’argan (HA) est une huile comestible extraite à partir des amandons de l’arganier Argania spinosa (L.) Skeels. Les travaux de cette thèse avait pour but en premier lieu l’étude de l’effet antioxydant du HA sur un modèle unicellulaire qu’est le protozoaire Tetrahymena pyriformis, ensuite étudier l’effet hépato et neuroprotecteur de le HA contre la dérégulation de la fonction peroxysomale et l’inflammation induite par le LPS dans un modèle in-vivo de souris C57BL/6J. en dernier lieu et afin d’explorer les composés de le HA responsable de son activité pharmacologique nous avons focaliser nos études sur l’étude de l’effet des deux phytostérols majeurs de le HA le schotténol et le spinastérol sur le stress oxydant et l’inflammation induite par le LPS chez un modèle de cellules microgliale BV-2 wild type et déficiente en Acox1 générée dans notre laboratoire par la technique CRISPR-Cas9.Ce travail a permis de mieux caractériser la composition de le HA en polyphénols totaux et en flavonoïdes grâce au screening phytochimique qui a permis aussi de tester l’activité antioxydante et antiradicalaire de le HA par les tests DPPH, FRAP et ABTS. Nous avons montré que le HA a un effet protecteur contre le stress oxydatif et nitrosatif induit par le H2O2 et le SNP respectivement chez T. pyriformis cet effet a été traduit par le rétablissement des activités des enzymes antioxydantes (CAT, SOD et GPX) perturbé par le traitement avec le H2O2 et le SNP. Il a été montré que le LPS possède un pouvoir d’induction de stress oxydant et de l’inflammation, dans notre étude menée in-vivo nous avons montré pour la première fois l’activité neuro protectrice de le HA contre le stress oxydant et l’inflammation induite par le LPS comparé avec l’activité hépato-protectrice, chez la souris. Le traitement avec le HA atténuait l’activité des enzymes antioxydantes induites par le LPS ainsi que l’expression du cytokines inflammatoire TNF-α. Le HA aussi a réagi au niveau peroxysomal par la régulation de l’Acox1 et la catalase. Il a aussi montré un effet protecteur contre la peroxydation lipidique par la diminution de son marqueur MDA induit par le LPS.En outre nous avons démontré pour la première fois que les deux phytostérols majeurs de le HA SC et SP possèdent une activité antioxydante et anti-inflammatoire. Dans la microglie le traitement avec SC et SP a permis la suppression du stress oxydatif induit par le LPS testé par la sonde H2DCFDA et DHE, en plus les deux PS ont montré une forte inhibition de la production du NO. Au niveau peroxysomale SC et SP ont diminué l’activité et l’expression de la catalase induite par le LPS et ont augmenté l’activité et l’expression de l’Acox1 et l’expression des transporteurs peroxysomaux ABCD1 et ABCD2 réprimé par le traitement avec le LPS. Aussi nous avons montré que SC et SP possèdent un effet modulatoire du métabolisme lipidique par la régulation de l’expression du facteur de transcription PPAR-α ainsi qu’une activité anti-inflammatoire exhibé par la répression de l’expression des cytokines inflammatoires iNOS, TNF-α et IL-1β et par l’induction de la cytokine anti-inflammatoire IL-4. L’ensemble des résultats obtenues montrait que le HA grâce à sa composition unique en acides gras polyinsaturés, et en antioxydants, possède une activité antioxydante et anti-inflammatoires au niveau cérébrale et hépatique, les PS, SC et SP montrait une grande efficacité dans l’atténuation de la neuro-inflammation au niveau de la microglie.Mot clés : Argan, Tetrahymena pyriformis, Acide gras, CAT, SOD, GPX, H2O2, SNP, MDA Inflammation, Microglie, BV-2, Phytostérols, Peroxysome, β-oxydation, Schotténol, Spinastérol, Antydant, LPS, PPARα, ABCD1, ABCD2, ACOX1, IL4, TNFα

Due to the possible toxicity of synthetic antioxidants and anti-inflammatories, increasing attention has been directed to natural compounds possessing biological activity. Argan oil (AO) is an edible oil extracted from the kernels of the argan tree Argania spinosa (L.) Skeels. The aim of this thesis work was primarily to study the antioxidant effect of AO on a unicellular model which is the protozoan Tetrahymena pyriformis, then studying the hepato and neuroprotective effect of AO against LPS-induced dysregulation of peroxisomal function and inflammation in an in-vivo C57BL/6J mouse model. Finally, and in order to explore the compounds of AO responsible for its pharmacological activity, we have focused our work on the study of the effect of the two major phytosterols of AO, schottenol and spinasterol, on oxidative stress and LPS-induced inflammation in a wild-type, Acox1-deficient BV-2 microglial cell model obtained in our laboratory by the CRISPR-Cas9 technique.The first part of this work aimed to better characterize the composition of the AO in term of total polyphenols and flavonoids using a phytochemical screening which also permitted to test the antioxidant and antiradical activity of the AO by the DPPH, FRAP and ABTS tests. We showed that AO has a protective effect against oxidative and nitrosative stress induced by H2O2 and SNP respectively in T. pyriformis this effect was translated by the restoration of the activities of antioxidant enzymes (CAT, SOD and GPX) dysregulated by treatment with H2O2 and SNP. It has been shown that LPS induce oxidative stress and inflammation, in our in-vivo study we showed for the first time the neuroprotective activity of AO against oxidative stress and LPS-induced inflammation compared to hepatoprotective activity in mice brain and liver. Treatment with AO attenuated the activity of LPS-induced antioxidant enzymes as well as the expression of the inflammatory cytokines TNF-α. AO also reacted at the peroxisomal level through the regulation of Acox1 and catalase. It also showed a protective effect against lipid peroxidation by decreasing its LPS-induced marker MDA.Furthermore, we demonstrated for the first time that the two major phytosterols of AO SC and SP exhibit antioxidant and anti-inflammatory activity. In the microglia, the treatment with SC and SP suppressed oxidative stress induced by the LPS tested by the H2DCFDA and DHE probe, in addition the two PSs showed a strong inhibition of the production of NO. At the peroxisomal level SC and SP decreased LPS-induced catalase activity and expression and increased Acox1 activity and expression of two peroxisomal transporters ABCD1 and ABCD2 repressed by LPS. Also, we showed that SC and SP conveyed a modulatory effect of the lipid metabolism by upregulating the expression of the transcription factor PPAR-α as well as an anti-inflammatory activity exhibited by the repression of the expression of the inflammatory cytokines iNOS, TNF-α and IL-1β and by induction of the anti-inflammatory cytokine IL-4. All the results obtained showed that AO, with its unique composition of polyunsaturated fatty acids and antioxidants, has antioxidant and anti-inflammatory activity at the cerebral and hepatic level, the PSs, SC, and SP showed great efficacy in attenuation of neuro-inflammation in microglia.Keywords: Argan, Tetrahymena pyriformis, Fatty acid, CAT, SOD, GPX, H2O2, SNP, MDA Inflammation, Microglia, BV-2, Phytosterols, Peroxisome, β-oxidation, Schottenol, Spinasterol, Antioxidant, LPS, PPARα, ABCD1, ABCD2, ACOX1, IL4, TNFα