Cette étude démontre que le Tanshinone IIA (Tan IIA) atténue la fibrose post-infarctus du myocarde, probablement via la modulation IL-33/ST2, comme le montrent les modèles animaux et le docking moléculaire, et validé par ELISA et Western blot.
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Cette étude démontre que le Tanshinone IIA (Tan IIA) atténue la fibrose post-infarctus du myocarde, probablement via la modulation IL-33/ST2, comme le montrent les modèles animaux et le docking moléculaire, et validé par ELISA et Western blot.
L’infarctus du myocarde (IM), une forme grave de maladie coronarienne, entraîne souvent la mucoviscidose, un facteur clé de dysfonctionnement cardiaque et d’insuffisance cardiaque. Le tissu adipeux épicardique (EAT) est de plus en plus impliqué dans la pathologie cardiovasculaire par la modulation de la fonction cardiaque médiée par des cytokines. Le tanshinone IIA (TanIIA), un composé lipophile dérivé de Salvia miltiorrhiza, présente des propriétés anti-inflammatoires, antioxydantes et anti-fibrotiques. Cette étude visait à évaluer le potentiel thérapeutique de TanIIA pour atténuer la mucoviscidose myocardique post-infarctocardique et à explorer ses mécanismes sous-jacents en utilisant une approche intégrative combinant des expériences in vivo et des analyses in silico . Un modèle MI murin a été établi, et un amarrage moléculaire a été utilisé pour évaluer la liaison de TanIIA aux composants clés de la voie de signalisation du gène 2 exprimé par interleukine-33/stimulation de croissance (IL-33/ST2). Nos résultats ont montré que le traitement par TanIIA a significativement amélioré la fonction cardiaque, réduit les lésions histologiques et atténué la mucoviscidose, parallèlement à une diminution des niveaux sériques de peptide natriurétique pro-cerveau N-terminal (NT-proBNP) et de troponine cardiaque I à haute sensibilité (hs-cTnI). TanIIA a également atténué les réponses inflammatoires et le stress oxydatif dans le sérum, le myocarde et l’EAT. Sur le plan mécanistique, TanIIA a sous-régulé l’expression d’IL-33 et ST2, supprimé la voie du facteur de différenciation myéloïde 88 (MyD88)/facteur nucléaire kappa-B (NF-κB), et réduit les niveaux du facteur de croissance transformant-β1 (TGF-β1). Les analyses in silico ont également révélé que TanIIA présentait de fortes affinités de liaison pour IL-33, ST2, MyD88 et NF-κB p65, l’interaction la plus stable étant prédite pour ST2. Collectivement, ces résultats indiquent que TanIIA soulage la fibrose myocardique induite par l’IM en modulant l’inflammation et le stress oxydatif associés à l’EAT, potentiellement via l’inhibition multi-cible de l’axe IL-33/ST2. Ces résultats soutiennent que TanIIA est un candidat thérapeutique prometteur pour la prise en charge de la mucoviscidosse myocardique post-infarctus.
L’infarctus du myocarde, pathologiquement défini comme la mort cardiomyocytaire due à une ischémie prolongée, reste un événement cardiovasculaire mettant la vieen danger 1. Malgré des avancées significatives dans les stratégies de reperfusion et la pharmacothérapie, l’IM reste une cause majeure de morbidité et de mortalité dans lemonde 2,3,4,5,6. Une conséquence physiopathologique clé de l’IM est la mucoviscidose, le dépôt excessif de protéines de la matrice extracellulaire, qui est un facteur majeur des résultats cliniques indésirablesultérieurs. Cette cicatrice fibreuse, bien qu’essentielle pour prévenir la rupture de la paroi ventriculaire, devient souvent un processus de réparation inadapté initié par des voies complexes de signalisation inflammatoireet intercellulaire 5,7,8,9,10. En remplaçant le myocarde fonctionnel par du tissu cicatriciel non contractile, la fibrose inadaptative entraîne une raideur ventriculaire accrue, une dysfonction cardiaque progressive et, en fin de compte, une insuffisance cardiaque 9,11. Par conséquent, l’étude de nouveaux traitements pharmacologiques ciblant et atténuant spécifiquement la fibrose post-infarctus est un objectif thérapeutique essentiel pour améliorer la morbidité et la mortalité à long terme des patients.
La Salvia miltiorrhiza (Danshen), une médecine traditionnelle chinoise, et ses diverses préparations sont largement utilisées pour la prise en charge des maladies cardiovasculaires. Le Tanshinone IIA, son principal constituant lipophile, est reconnu pour de multiples propriétés cardioprotectrices, notamment des effets anti-athérosclérosiques, ischémiques anti-myocardes etantioxydants 12,13,14,15. Mécaniquement, TanIIA exerce ses effets anti-inflammatoires et anti-fibrotiques en modulant diverses voies designalisation 13,14,15,16,17. Notamment, il a été démontré que TanIIA cible directement les adipocytes, supprimant leurs réponses inflammatoires et améliorant ainsi la dysfonctioncellulaire 18. Cependant, il reste à élucider si ces effets protecteurs de TanIIA s’étendent au tissu adipeux épicardique.
Le tissu adipeux épicardique, un dépôt viscéral unique d’adipre, est fortement impliqué dans la pathogenèse de la maladie coronarienne (CAD), de la fibrillation auriculaire (FA) et de l’insuffisance cardiaque. Anatomiquement située entre le myocarde et la couche viscérale de l’épicarde sans couche fasciale intermédiaire, la TAE facilite la communication paracrine directe avec les structures cardiaquesadjacentes 19,20,21,22. Dans son état physiologique, l’EAT est cardioprotecteur, apportant un soutien métabolique et libérant des adipokines anti-inflammatoireset antioxydants 20,21,23,24,25,26. Inversement, lors de conditions pathologiques, la TAE devient une source de médiateurs pro-inflammatoires, pro-oxydatifs et pro-fibrotiques qui entraînent un remodelage cardiaque défavorable 27,28,29,30. Par conséquent, l’hypothèse a été formulée selon laquelle la TanIIA pourrait inhiber la mucoviscive myocardique en atténuant les réponses inflammatoires et le stress oxydatif dans la graisse épicardique, potentiellement via une nouvelle voie de signalisation.
L’interleukine-33, membre de la famille des cytokinesIL-1 31, est reconnue pour ses puissantes propriétés anti-hypertrophiques et anti-fibrotiques dans le systèmecardiovasculaire 25. Ses effets biologiques sont médiés par un complexe de récepteurs distinct, ST2, qui existe sous deux isoformes : un récepteur transmembranaire (ST2L) qui initie la signalisation, et un récepteur leurre soluble (sST2) qui séquestre IL-33-32. Cliniquement, les niveaux sériques de sST2 sont fortement élevés après un infarctus du myocarde (IM) et constituent un marqueur pronostique robuste des conséquences indésirables en cas d’insuffisance cardiaque etde myocardite 33,34,35,36. La cascade de signalisation canonique IL-33/ST2L implique le recrutement de la protéine adaptatrice MyD88 et l’activation ultérieure de TRAF6, conduisant à la phosphorylation et à la dégradation de l’inhibiteur NF-κB (IκB) et à la translocation nucléaire conséquente de NF-κB37,38. Cette voie est étroitement liée à d’autres cytokines inflammatoires clés ; par exemple, la signalisation IL-33/MyD88 peut favoriser la sécrétion de la cytokine anti-inflammatoire IL-10-39, tandis que la cytokine pro-inflammatoire TNF-α peut à son tour amplifier la réponse inflammatoire en activant NF-κB pour induire l’expression d’IL-3340,41. Il est important de noter que l’IL-33 et ST2 sont toutes deux exprimées dans le tissu adipeux, où elles sont considérées comme ayant des effets anti-inflammatoireslocaux 31,42,43. Cependant, la question de savoir si les effets cardioprotecteurs de TanIIA impliquent la modulation de l’axe IL-33/ST2 reste inexplorée.
Ainsi, la présente étude a été conçue pour tester l’hypothèse centrale selon laquelle la TanIIA prévient la mucoviscidose myocardique en atténuant l’inflammation et le stress oxydatif résultant du tissu adipeux épicardique via la modulation de la voie IL-33/ST2. Plus précisément, nous avons émis l’hypothèse que cette action thérapeutique est guidée par l’engagement direct et multi-cible de TanIIA avec les protéines clés de cette cascade de signalisation. Pour valider cela, nous avons adopté une approche double. Premièrement, un modèle de rat d’infarctus du myocarde a été utilisé pour confirmer l’efficacité in vivo de TanIIA à atténuer le remodelage cardiaque adverse. Deuxièmement, pour fournir une base moléculaire directe à ces observations, un docking computationnel a été utilisé pour caractériser la liaison potentielle de TanIIA à quatre nœuds clés de la voie — IL-33, ST2, MyD88 et NF-κB p65. En étudiant le mécanisme du niveau tissulaire jusqu’aux événements spécifiques de liaison moléculaire, cette étude vise à établir un nouveau cadre mécanistique pour les effets cardioprotecteurs des TanIIA.
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Toutes les procédures expérimentales et pratiques de bien-être animal ont été menées en stricte conformité avec le Règlement éthique sur le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire du Comité des animaux éthiques de l’Université de médecine chinoise du Jiangxi (n° JZLLSC2023-0702), Chine.
Simulations d’amarrage moléculaire
Une approche d’amarrage moléculaire in silico a été employée pour explorer les interactions directes entre TanIIA et IL-33, ST2L, MyD88 et NF-κB p65. Les coordonnées 3D de TanIIA ont été obtenues à partir de la base de données PubChem, et le fichier SDF initial a ensuite été converti en format PDB. La structure cristalline d’IL-33 (PDB ID : 4KC3), ST2L (PDB ID : 4KC3), MyD88 (PDB ID : 7L6W) et NF-κB p65 (PDB ID : 1NFI) provient de la banque de données des protéines. Le traitement initial du récepteur a été effectué dans PyMOL (v2.3.4), où les molécules d’eau et les ligands originaux ont été retirés, suivi d’une préparation supplémentaire dans AutoDockTools pour l’ajout d’hydrogène et l’attribution de charge. Les deux molécules ont finalement été converties au format PDBQT. AutoDock Vina (v1.1.2) a été utilisé pour effectuer la simulation d’amarrage au sein d’une boîte de grille définie centrée sur le site actif. La posture de liaison optimale a été sélectionnée en fonction de l’énergie de liaison la plus basse, et des interactions détaillées ont été identifiées à l’aide de l’outil web PLIP. La conformation finale du docking a été visualisée à l’aide de PyMOL (v2.3.4).
Animaux
Mâles Sprague-Dawley (SD), classe SPF, âgés de 6 semaines et pesant 200 ± 20g (certificat n° SCXK(Su)2023-0009). Les rats étaient maintenus dans des conditions standardisées, incluant un cycle clair/obscur de 12 heures et une température de 22 °C ± 2 °C. Les animaux ont eu un accès illimité à la nourriture et à l’eau pendant l’expérience.
Protocole expérimental
Un modèle rat d’infarctus du myocarde a été établi en ligant l’artère coronaire descendante antérieure gauche (LAD). Les rats opérés par simulacre ont subi les mêmes interventions chirurgicales sans ligature LAD. En résumé, les rats ont été anesthésés par injection intraperitonéale de pentobarbital sodique à 1 % (50 mg/kg), suivis d’une intubation endotrachéale et d’une ventilation. Une thoracotomie gauche a été pratiquée pour exposer le cœur. Le LAD a ensuite été ligaturé avec une suture 4-0 non absorbable. L’induction réussie de l’IM a été confirmée par l’élévation du segment ST lors d’un électrocardiogramme continu et un blanchiment visible de la paroi antérieure du ventricule gauche. Après l’opération, les rats ont reçu de la céfoxitine sodique (200 mg/kg/j, p.i.) pendant trois jours. Vingt-quatre heures après l’opération, les rats survivants ont été répartis au hasard en six groupes (n = 10 par groupe) :
Groupe simulé : a reçu des injections intrapéritonéales de solution saline (1 mL·kg-1·jour-1).
Groupe IM : a reçu des injections intrapéritonéales de solution saline (1 mL·kg-1·jour-1).
Groupe TanIIA-L (faible dose) : a reçu des injections intrapéritonéales de TanIIA (7,5 mg·kg-1·jour-1).
Groupe TanIIA-M (dose moyenne) : a reçu des injections intrapéritonéales de TanIIA (15 mg·kg-1·jour-1).
Groupe TanIIA-H (dose élevée) : a reçu des injections intrapéritonéales de TanIIA (30 mg·kg-1·jour-1).
Groupe XST (témoins positif) : reçu une gavage orale de valsartan (30 mg·kg-1·jour-1).
Tous les traitements ont été administrés quotidiennement pendant 28 jours consécutifs. Les doses de TanIIA et XST ont été sélectionnées sur la base d’études antérieures et de nos données préliminaires nonpubliées 44,45.
Électrocardiogramme (ECG) et échocardiographie
Après 28 jours de traitement, la fonction cardiaque a été évaluée par échocardiographie transthoracique. Sous 2 % d’anesthésie isoflurane (mode mouvement), des images en mode M ont été obtenues pour déterminer les diamètres de la fin diastolique/systolique du ventricule gauche (LVIDd/s). La fraction d’éjection du ventricule gauche (LVEF) et le raccourcissement fractionné (LVFS) ont ensuite été calculés à partir d’une moyenne de trois cycles cardiaques consécutifs. De plus, des électrocardiogrammes ont été enregistrés avant la chirurgie, 15 minutes après la ligature et au point final de l’expérimentation pour surveiller l’activité électrique cardiaque.
Échantillonnage et coloration au chlorure de 2,3,5-triphényltérazolium (TTC)
Le sang de l’aorte abdominale a été centrifugé à 1370 × g pendant 15 minutes pour isoler le sérum, qui a été stocké à -80 °C. Le cœur et le tissu adipeux épicardique ont été rapidement excisés et pesés. Pour les analyses moléculaires, l’EAT et les tissus de la zone frontière de l’infarctus ont été congelés instantanément dans de l’azote liquide et stockés à -80 °C. D’autres échantillons de tissu ont été fixés dans 4 % de paraformoldéhyde pour un examen histologique. De plus, certains cœurs sélectionnés ont été congelés à -20 °C, sectionnés, puis colorés avec une cellule pour évaluer la taille de l’infarctus. Les matériaux et tissus animaux sont utilisés et manipulés conformément aux réglementations de sécurité en laboratoire.
Examen histologique
Pour une évaluation histopathologique, des sections à paraffine ont été soumises à une coloration hématoxyline et éosine (H&E) afin d’observer la morphologie myocardique. La coloration trichrome de Masson a été utilisée pour évaluer l’étendue de la mucoviscidose myocardique et la taille des adipocytes épicardiques, la fraction volumique du collagène (CVF) ayant été quantifiée. De plus, le rapport entre le collagène de type I et de type III dans la zone non infarctée a été déterminé par coloration en rouge picrosirius (PSR). Toutes les sections ont été numérisées numériquement pour une analyse quantitative.
Immunohistochimie
Les sections myocardes enrichies de paraffine ont été déparaffinées et réhydratées. La récupération d’antigènes a été réalisée à l’aide d’un tampon de citrate (pH 6,0). Les sections ont été bloquées avec 3 % de BSA, puis incubées toute la nuit à 4 °C avec des anticorps primaires contre le collagène I, le collagène III, l’IL-33, le ST2, le MyD88, le NF-κB p65 et le TGF-β1. Par la suite, des sections ont été incubées avec un anticorps secondaire marqué par HRP pendant 1 h à température ambiante. La coloration a été visualisée avec du DAB, et les noyaux ont été contre-colorés à l’hématoxyline. Les images étaient capturées à l’aide d’un scanner numérique et analysées avec un logiciel d’analyse d’image pour quantifier la densité optique intégrée (IOD) de la coloration positive.
Dosage immunosorbant lié aux enzymes
Les concentrations de hs-cTnI, NT-proBNP, IL-33 et ST2 ont été quantifiées dans des échantillons sériques. De plus, les niveaux d’IL-10 et de TNF-α ont été mesurés dans le sérum, les homogénates myocardiques et les lysats de tissu adipeux épicardique. Tous les tests ont été réalisés à l’aide de kits d’immunosorbent liés aux enzymes (ELISA) disponibles dans le commerce selon les protocoles du fabricant.
Plaque western
La protéine totale a été extraite à partir d’homogénates tissulaires, et les concentrations ont été déterminées par test d’acide bicinchoninique (BCA). Des quantités égales de protéines ont été séparées par électrophorèse en gel de dodécyle de sodium – polyacrylamide (SDS-PAGE) et transférées dans des membranes de fluorure de polyvinylidène (PVDF). Après un blocage avec 5 % de lait écrémé, les membranes ont été incubées toute la nuit à 4 °C avec des anticorps primaires contre IL-10, le facteur de nécrose tumorale α (TNF-α), IL-33, ST2, NF-κB p65, TGF-β1 et GAPDH (1:1000). Par la suite, les membranes ont été incubées avec un anticorps secondaire conjugué à HRP (1:5000) et visualisées à l’aide d’un réactif ECL. Les intensités des bandes ont été quantifiées par logiciel, et les niveaux de protéines ont été normalisés en GAPDH comme contrôle interne.
Analyse statistique
Toutes les analyses statistiques ont été réalisées à l’aide d’un logiciel de statistiques médicales. Les données sont présentées comme la moyenne ± l’erreur standard de la moyenne. Pour comparer deux groupes indépendants, un test t a été utilisé. Dans le cas de plusieurs groupes, une ANOVA unidirectionnelle ou bidirectionnelle suivie d’un test Tukey post hoc a été appliquée. Pour toutes les analyses, un P < 0,05 a été considéré comme statistiquement significatif.
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Effets de TanIIA sur la fonction cardiaque chez les rats atteints d’infarctus du myocarde (Figure 1)
Évolution de l’état de santé et du poids corporel : Les rats du groupe IM présentaient un mauvais état général, avec une distension abdominale, tandis que les rats des groupes TanIIA ont montré une amélioration de leur état de santé, une consommation accrue de nourriture et d’eau, ainsi qu’une activité acc...
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La présente étude étudie les effets de TanIIA sur la mucoviscidose après un infarctus, ainsi que les mécanismes sous-jacents impliqués. Les principales conclusions sont les suivantes : (1) TanIIA atténue le remodelage cardiaque adverse et améliore la fonction cardiaque en inhibant la mucoviscidose. (2) Il a été démontré que la TanIIA inhibe la mucoviscive myocardique en atténuant les réponses inflammatoires et le stress oxydatif dans la graisse épicardique. (3) TanIIA médie les effets an...
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Les auteurs affirment qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrent ou relation personnelle connue qui aurait pu influencer le travail rapporté dans cet article.
La recherche a été soutenue par la discipline principale de la province du Jiangxi, la discipline de médecine intégrative chinoise et occidentale, de l’Université de médecine chinoise du Jiangxi (zxyylxk202220103). Des financements supplémentaires ont été obtenus grâce à de nombreuses initiatives soutenues par Xiaomin Wang, notamment le projet de recherche scientifique et technologique du Département provincial de l’éducation du Jiangxi (GJJ2200940), le projet d’équipe d’enseignement de haut niveau des étudiants de premier cycle du Jiangxi (2020008), le projet de réforme de l’enseignement postuniversitaire du Jiangxi (JXYJG2019117), les cours de qualité pour étudiants diplômés de la province du Jiangxi (2020041), et le projet d’innovation des étudiants de premier cycle de l’Université de médecine chinoise du Jiangxi (2023091). Le financeur a participé à la conception de l’étude, à la décision de publication et à la préparation du manuscrit.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Kit de quantification des protéines BCA | Thermo Fisher Corporation | PICPI23223 | |
| Kit CAT | ; Biotechnologie du lien enzymatique de Shanghai | 202211202 | |
| Anticorps du collagène I | Wuhan Servicebio Biotechnology Co., Ltd | GB114197 | |
| Anticorps contre le collagène III | Shenyang Wanleibio Biotechnology Co., Ltd | WL03186 | |
| Anticorps GAPDH | Société de technologie de signalisation cellulaire | #5174 | |
| GraphPad Prism | GraphPad Software Corporation | Version 9.0 | |
| Kit GSH | ; Biotechnologie du lien enzymatique de Shanghai | 202211131 | |
| H& Solution de coloration E | Beijing Solarbio Technology Co., Ltd | H8070 ; G1100 | |
| Anticorps anti-IgG de chèvre marqué par HRP | Beijing Solarbio Technology Co., Ltd | ; SE134 | |
| Hs-cTnI ; Équipement | Shanghai Yuanjie Biotechnology Co., Ltd | 20220808 | |
| ; Anticorps IL-10 | Shenyang Wanleibio Biotechnology Co., Ltd | WL03088 | |
| IL-10 ; Équipement | Shanghai Yuanjie Biotechnology Co., Ltd | 202211172 | |
| IL-33 & nbsp ; Équipement | Shanghai Yuanjie Biotechnology Co., Ltd | 202211192 | |
| Anticorps IL-33 | Shenyang Wanleibio Biotechnology Co., Ltd | WL04438 | |
| Logiciel ImageJ | Instituts nationaux de la santé | version Fidji | |
| Image-Pro | Media Cybernetics, États-Unis | Version 6.0 | |
| Mâles de Sprague-Dawley (SD) | Jiangsu Jicui Yaokang Biotechnology Co., Ltd | SCXK(Su)2023-0009 | |
| Kit de teinture en maçons | Wuhan Bolf Biotechnology Co., Ltd | 20221218 | |
| Kit MDA | ; Biotechnologie du lien enzymatique de Shanghai | 202211171 | |
| Anticorps MyD88 | Shenyang Wanleibio Biotechnology Co., Ltd | WL02494 | |
| NT-proBNP ; Équipement | Shanghai Yuanjie Biotechnology Co., Ltd | 20220805 | |
| Facteur nucléaire kappa-B(NF-& kappa ; B)(p65) anticorps ; | Abmart Corporation | TP56372 | |
| Open Babel | Projet de boîte à outils de cheminformatique open source | Version 2.3.2 | |
| Membranes de fluorure de polyvinylidène (PVDF) | Merck Millipore | R9M2784 | |
| Solution PSR | Beijing Solarbio Technology Co., Ltd | G1472 | |
| Kit SOD | ; Biotechnologie du lien enzymatique de Shanghai | 202211201 | |
| Anticorps ST2 | Proteintech Group Corporation | 11920-1-AP | |
| Kit ST2 | Shanghai Yuanjie Biotechnology Co., Ltd | 202211183 | |
| Solutions statistiques de produits et services (SPSS) | IBM Corporation | Version 26.0 | |
| Sulfotanshinone Sodium Injection | Shanghai Pharmaceutical First Biochemical Pharmaceutical Co., Ltd | 2012303 | |
| Réactif de luminescence ECL super sensible | Dalian Meilun Biotechnology Co., Ltd | MA0186 | |
| TGF-& bêta ; 1 anticorps | ABclonal Corporation | A2124 | |
| Titanvin Valsartan Capsule | Hunan Qianjin Xiangjiang Pharmaceutical Co., Ltd | 211120 | |
| TNF-& alpha ; ; Équipement | Shanghai Yuanjie Biotechnology Co., Ltd | 202211202 | |
| TNF-& alpha ; anticorps | Shenyang Wanleibio Biotechnology Co., Ltd | WL01581 | |
| Solution TTC | Fuzhou Phygene Biotechnology Co., Ltd | 20210620 | |
| Système d’imagerie ultra-haute résolution pour petits animaux | VEVOcompany | Vevo 2100 |