Maladie

Vitis vinifera ( la vigne ), agent anti Alzheimer ?

Vitis vinifera (la vigne), agit comme un agent anti-Alzheimer en modulant les paramètres biochimiques impliqués dans la cognition et la mémoire.

Contexte

L’aluminium, une neuro et cholinotoxine (AF64A) connue, a été impliquée dans la pathogenèse de la maladie d’Alzheimer. Son exposition est associée à une altération de la mémoire et de la cognition.

Objectif

La présente étude a été entreprise pour évaluer l’activité anti-Alzheimer de Vitis vinifera dans la maladie d’Alzheimer induite par l’aluminium.

Matériaux et méthodes

Dans cette étude, nous avons étudié les effets comportementaux et biochimiques de l’aluminium chez les rats Sprague-Dawley. Les animaux ont été exposés au chlorure d’aluminium (100 mg / kg / jour) par voie orale pendant une période de 8 semaines. Vitis a été administré à des doses de 250 mg / kg et 500 mg / kg pendant 16 semaines et les effets possibles de Vitis vinifera sur l’expression de Tau et de la protéine précurseur amyloïde ont été évalués par analyse par PCR et les activités possibles de peroxydation lipidique, inflammation et anti -activité cholinestérase, ont été évaluées.

Résultats

L’intoxication à l’aluminium a été associée à une altération significative de l’apprentissage et de la mémoire lors du test du labyrinthe aquatique de Morris. Une amélioration significative a été observée avec Vitis vinifera, de manière dose-dépendante.
Conclusion

Les résultats de la présente étude ont révélé les actions neuroprotectrices importantes de Vitis vinifera en modifiant les paramètres biochimiques et inhibé l’expression de l’ARNm de la protéine précurseur amyloïde et du Tau, qui sont les principales caractéristiques pathologiques de la maladie d’Alzheimer, ce qui a été confirmé par des observations histopathologiques.

 

Résumé graphique

 

Image 1

 

 

  1. IntroductionLa maladie d’Alzheimer (MA) est la forme de démence la plus courante dans la classe des troubles neurodégénératifs qui entraîne une perte progressive de la mémoire. La maladie existe sous deux formes principales: la MA familiale affecte les personnes de moins de 65 ans, tandis que le reste est une forme sporadique qui peut être observée chez les adultes âgés de 65 ans et plus. La prévalence de la MA varie entre de nombreux facteurs différents, notamment l’âge, les comorbidités, la génétique, les maladies et le niveau d’éducation. Il n’est pas possible de diagnostiquer la MA sans effectuer d’autopsie; il n’y a pas non plus de remède pour la MA car les médicaments actuellement disponibles pour la MA ne traitent que les symptômes et n’atténuent pas les mécanismes pathogènes sous-jacents de la maladie.

    La MA est caractérisée par la présence de plaques β-amyloïdes (Aβ), des enchevêtrements neurofibrillaires et la perte de neurones. La présence de plaques et d’enchevêtrements amyloïdes sont les deux principales caractéristiques pathologiques de la maladie. Cependant, ces dernières années, plusieurs approches visant à inhiber la progression de la maladie sont passées aux essais cliniques. L’aluminium (Al), un élément non essentiel, est un constituant courant des ustensiles ménagers, des médicaments et de l’eau potable [1]. C’est le troisième élément le plus abondant dans la croûte terrestre et son exposition est connue pour être impliquée dans le développement de la MA [2].

    Al, qui peut accéder facilement au corps, provoquerait une altération de la barrière hémato-encéphalique [3]; dans des conditions physiologiques normales, il s’accumule dans les neurones de différentes régions du cerveau et provoque une perte apoptotique des neurones. Il potentialise également les dommages du système antioxydant dans le corps. L’exposition chronique à l’Al induit un stress oxydatif et endommage le champ d’hippocampe CA1 et CA3 [4]. Il peut également induire un vieillissement car il favorise le stress oxydatif.

    Al favorise également l’accumulation de protéine β-amyloïde et l’agrégation de Tau. Les plaques amyloïdes contiennent du peptide Aβ et le dépôt Aβ est la cause centrale et fondamentale de la MA [5]. C’est un produit obtenu par le clivage séquentiel d’une glycoprotéine transmembranaire appelée Amyloid Precursor Protein (APP), par les β et γ secrétases [6], [7]. Par conséquent, il est principalement désigné comme une neurotoxine et en dehors de cela, Al perturbe également le système cholinergique en modifiant structurellement les récepteurs nicotiniques conduisant à une perte de mémoire et donc agissant comme une puissante cholinotoxine [8]. Même si la toxicité de l’Al dans la pathogenèse de la MA est en débat, les altérations physiologiques produites par cet élément sont toxiques et sont similaires aux symptômes de la MA.

    La DA implique de multiples pathologies; les médicaments actuellement disponibles pour le traitement de la MA sont uniquement symptomatiques et ne modifient pas le cours ou la progression de la maladie sous-jacente et produisent ainsi des effets indésirables chez les patients, ayant une portée limitée pour le traitement de la MA. Ainsi, il existe un besoin urgent de développer des thérapies efficaces ciblées pour le traitement de la MA qui peuvent modifier le cours ou la progression de la maladie sous-jacente en traitant la maladie. Les chercheurs recherchent également des traitements alternatifs pour cette maladie, car le traitement de la maladie cible de multiples mécanismes tels que la formation de plaques amyloïdes et d’enchevêtrements de Tau, les actions anti-inflammatoires, antioxydantes, anti-cholinergiques, dopaminergiques, sérotoninergiques et bloqueurs de calcium, etc.

    Même si les causes de la MA sont multiples, le stress oxydatif est le principal déclencheur de la MA conduisant à une augmentation des niveaux d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et à une diminution du supplément énergétique dans le cerveau [9]. Les antioxydants jouent donc un rôle majeur dans la MA.

    Le but final du traitement de la MA est d’arrêter ou de ralentir la progression de la maladie. Plusieurs stratégies thérapeutiques ont été développées pour traiter la MA, telles que les approches anti-inflammatoire, antioxydante, anti-amyloïde et anti-cholinergique. Les inhibiteurs de la cholinestérase et la mémantine ont un effet clinique modeste sur les symptômes. Ces médicaments n’empêchent pas la détérioration de la démence. Trouver une méthode efficace pour traiter la MA pose toujours un défi clinique important.

 

  1. Matériels et méthodes

 

2.1. Animaux

De jeunes rats Sprague-Dawley mâles (âgés de 15 semaines) pesant 250 à 300 g achetés auprès des laboratoires du NIN à Hyderabad ont été utilisés pour l’étude. Les rats étaient logés dans des cages en polyacrylique (38 × 23 × 10 cm) avec pas plus de 5 animaux par cage. Ils ont été logés dans des conditions de laboratoire standard (25 ± 2 ° C, 60 à 70% d’humidité) dans un cycle d’obscurité et de lumière normal. Des boulettes de nourriture standard pour rats (aliments pour rats NIN, Hyderabad) et de l’eau ont été laissés à volonté. Les animaux ont été acclimatés aux conditions de laboratoire standard avant les expériences. Toutes les expériences comportementales ont été réalisées entre 10h00 et 17h00. Les expériences ont été réalisées conformément aux directives du «Comité pour le contrôle et la supervision des expériences sur les animaux» (CPCSEA) (Regd n ° 516/01 / ACPCSEA), New Delhi, Inde et approuvées par l’Institutional Animal Comité d’éthique (IAEC), Université d’Andhra, Visakhapatnam.

2.1.1. Matériaux

Les fruits de Vitis vinifera ont été achetés au marché aux fruits local de Visakhapatnam, en Inde. Ils ont été séchés à l’ombre, mélangés et tamisés pour obtenir une poudre fine. Cela a été testé pour des études de toxicité aiguë et subaiguë et s’est révélé non toxique.

2.2. Produits chimiques

Le chlorure d’aluminium (AlCl3) a été acheté auprès de Sigma Aldrich Hyderabad; des séquences d’amorces obtenues auprès de Shanghai Sangon Biotech; Kits RT-PCR de Promega, USA et réactif Trizol d’Invitrogen, Allemagne.

2.3. Calendrier de regroupement et de traitement

Les animaux ont été divisés en 4 groupes (n = 10) et répartis comme suit

 

 

 

 

S. No. Group Treatment
1. I. Control Control animals treated with vehicle (drinking water).
2. II. Diseased control (100 mg/kg) Rats induced with AlCl3 orally for 8 + 16 weeks.
3. III. Treatment Rats induced with AlCl3 for 8 weeks and treated with Vitis 250 mg/kg for 16 weeks.
4. IV. Treatment Rats induced with AlCl3 for 8 weeks and treated with Vitis 500 mg/kg for 16 weeks.

 

 

Tous les animaux sauf le contrôle (groupe I) ont été administrés avec AlCl3 par voie orale à une dose de 100 mg / kg pendant 8 semaines pour mettre en place le modèle animal AD. Les animaux ont été soumis à des tests de comportement avant le début de l’expérience. Après 8 semaines de traitement par AlCl3, des pertes de mémoire importantes ont été observées à 8 semaines, ce qui a confirmé l’apparition de symptômes similaires à ceux d’Alzheimer. Après 8 semaines d’administration d’AlCl3, le traitement avec V. vinifera 250 mg / kg et 500 mg / kg a été commencé pour les groupes III et IV et poursuivi pendant une période de 16 semaines. Le traitement avec AlCl3 s’est poursuivi pendant cette période.

Après 16 semaines de traitement respectif, les animaux ont été soumis au test du labyrinthe d’eau de Morris, après quoi les animaux ont été sacrifiés et les cerveaux ont été récoltés. Un homogénat cérébral de 10% a été préparé et diverses estimations biochimiques ont été effectuées.

2.4. Évaluations comportementales

2.4.1. Évaluation des performances cognitives

Test du labyrinthe aquatique de Morris (MWM): les animaux ont été testés dans une version spatiale du test du labyrinthe aquatique de Morris [10]. Le labyrinthe était constitué d’un bassin circulaire (1,2 m de diamètre et 0,47 m de haut) en fer. La piscine a été remplie à une profondeur de 20 cm avec de l’eau (25 ° C) et du lait a été ajouté pour rendre le milieu opaque. Une plateforme d’évacuation en fer a été immergée à 0,5 cm sous le niveau de l’eau. L’animal a dû nager jusqu’à ce qu’il trouve la plate-forme cachée. La tâche MWM a été exécutée pendant cinq jours consécutifs à partir du premier jour. Les animaux ont reçu quatre essais d’entraînement quotidiens consécutifs, chaque essai ayant un temps plafond de 90 s et un intervalle d’essai d’environ 40 s. Pour chaque essai, des rats ont été mis à l’eau à l’une des quatre positions de départ, dont la séquence est choisie au hasard. Pendant l’essai, les animaux d’essai ont été placés dans le réservoir au même point de départ, la tête tournée vers le mur. Le rat a dû nager jusqu’à ce qu’il atteigne la plate-forme immergée dans l’eau. Après être monté sur la plate-forme, l’animal y est resté pendant 20 s avant le début du prochain essai. Si l’animal ne parvient pas à atteindre la plateforme d’évacuation dans le délai maximum autorisé de 90 s, il est doucement placé sur la plateforme pour y rester pendant la même durée. Le cinquième jour, le temps nécessaire pour atteindre la plate-forme (latence d’échappement / période de latence en secondes) a été mesuré.

2.5. Évaluations biochimiques et moléculaires

Des tests biochimiques et moléculaires ont été effectués 24 h après le dernier test comportemental.

2.5.1. Préparation d’homogénat de cerveau

Les animaux ont été décapités sous anesthésie à l’éther. Le crâne a été ouvert et le cerveau a été exposé de son côté dorsal. Le cerveau entier a été rapidement retiré et nettoyé avec une solution saline normale réfrigérée sur de la glace. Un homogénat à 10% (p / v) d’échantillons de cerveau (tampon phosphate de sodium 0,03 M, pH 7,4) a été préparé en utilisant un homogénéisateur polytron. Le tissu homogénéisé a été utilisé pour mesurer les différents paramètres biochimiques.

2.5.2. Estimation de la protéine précurseur amyloïde (APP) et du Tau par analyse RT-PCR

Analyse par RT-PCR de gènes sélectionnés pour AD: l’ADNc a été amplifié dans un volume réactionnel de 20 μl contenant un mélange maître de PCR avec des amorces spécifiques pour Tau, APP (Amyloid Precursor Protein) et β-actine en utilisant la polymérase Taq. Le mélange de PCR a été amplifié dans un thermocycleur d’ADN pendant 35 cycles pour tous les gènes selon différentes spécifications. Les produits de PCR ont été détectés par électrophorèse sur gel d’agarose (1,5%) contenant du bromure d’éthidium.

L’ADNc résultant a été amplifié séparément. L’amplification et la détection ont été effectuées avec le système de PCR en temps réel CFX96 (BioRad) en utilisant l’émission de SYBR Green. Après l’étape d’activation initiale, PCR à 50 ° C pendant 2 min et démarrage à chaud à 95 ° C pendant 10 min. Le cycle de PCR consistait en 40 cycles à 95 ° C pendant 15 s, et 62 ° C pendant 60 s et 55,7 ° C pendant 60 s pour APP, Tau et β-actine. La spécificité de qPCR a été évaluée en effectuant une courbe de dissociation. L’expression des gènes a été normalisée avec la moyenne de la teneur en β-actine et calculée par rapport aux témoins en utilisant la méthode de la courbe standard. Les résultats ont finalement été exprimés en cycle seuil CT.

Les séquences d’amorces pour l’estimation des marqueurs sont les suivantes:

 

Gene Primer sequence
β-actin Forward – 5′-TTCTGTCTACTGAACTTCGGGTGATCGGTCC-3′
Reverse – 5′-TATGAGATAGCAAATCGGCTGACGGTGTGGG-3′
Tau Forward – 5′-AAGACAGACCATGGAGCAGAAATC-3′
Reverse – 5′-CGGCTAACGTGGCAAGCT-3′
APP Forward – 5′-TCGGACATGATTCAGGATTT-3′
Reverse – 5′-TGATGACAATCACGGTTGCTA-3′

 

 

2.5.3. Mesure du stress oxydatif

2.5.3.1. Estimation de la peroxydation lipidique

Les niveaux de MDA dans l’homogénat cérébral ont été mesurés par la méthode développée par Réf. [11]. À l’échantillon de 0,2 ml d’homogénat de tissu, 0,2 ml de dodécyl sulfate de sodium à 9,1%, 1,5 ml de solution aqueuse à 0,9% d’acide thiobarbiturique (TBA) ont été ajoutés. Le mélange a été porté à 5 ml avec de l’eau distillée puis chauffé dans un bain d’huile à 95 ° C pendant 60 min en utilisant un condenseur. Après refroidissement à l’eau du robinet, 5 ml de mélange de n-butanol et de pyridine (15: 1 v / v) ont été ajoutés et agités vigoureusement. Après centrifugation à 4000 tr / min pendant 10 min, la couche organique a été prélevée et son absorbance a été mesurée à 532 nm. Les niveaux de MDA tissulaire ont été mesurés à partir de la courbe standard et exprimés en nmol / g de tissu.

2.5.4. Mesure de l’inflammation

2.5.4.1. Dosage de la myéloperoxydase (MPO)

L’activité de la myéloperoxydase a été évaluée en utilisant la méthode modifiée de celle de Mullane [12]. Après congélation-décongélation pendant trois fois, les échantillons d’homogénat à 10% p / v ont été centrifugés à 15 000 tr / min pendant 30 min à 4 ° C et le surnageant résultant a été analysé par spectrophotométrie pour le MPO. 960 pi de tampon phosphate contenant du dichlorhydrate de O-diansidine et du peroxyde d’hydrogène ont été ajoutés à 40 pi de l’échantillon et mélangés et agités vigoureusement. La variation de l’absorbance de ce mélange a été mesurée à 460 nm pendant 3 min à un intervalle de 60 s. Une unité d’activité enzymatique a été définie comme la quantité de MPO qui provoque un changement d’absorbance mesurée à 460 nm pendant 3 min. L’activité myéloperoxydase a été exprimée en unités / g de tissu.

2.5.5. Dosage de l’acétylcholinestérase (AChE)

La dysfonction cholinergique a été évaluée en termes d’activité acétylcholinestérase. La mesure quantitative des taux d’AChE dans le cerveau a été réalisée selon la méthode d’Ellman [13]. Le mélange d’essai contenait 0,05 ml de surnageant, 3 ml de tampon phosphate de sodium 0,01 M (pH 8), 0,10 ml d’iodure d’acétylthiocholine et 0,10 ml de 5,5 ′ dithiobis- (acide 2-nitro benzoïque) (réactif Ellman). Le changement d’absorbance a été mesuré à 412 nm pendant 5 min. Les résultats ont été calculés en utilisant le coefficient d’extinction molaire du chromophore (1,36 × 104 M -1 cm -1) et exprimé en pourcentage de contrôle.

2.6. Analyse histopathologique

Les animaux ont été sacrifiés et les cerveaux ont été récoltés. Le cerveau entier intact a été transféré dans du formol (10% v / v). Le tissu a été coupé en 3 mm d’épaisseur et ses blocs ont été noyés dans de la paraffine. Des coupes cérébrales de 5 à 10 μm d’épaisseur ont été préparées, colorées à l’hématoxyline et à l’éosine. La coloration à l’hématoxyline et à l’éosine a été réalisée selon le protocole standard [14].

2.7. analyses statistiques

Toutes les données ont été analysées via une analyse de variance unidirectionnelle (ANOVA) suivie d’un test post hoc de Bonferroni utilisant le logiciel SPSS 10. Les données présentées sont des moyennes ± SEM (n = 10). Une valeur de p ≤ 0,05 a été considérée comme significative.

  1. Résultats

    La présente étude a été réalisée pour étudier l’effet protecteur de V. vinifera sur les altérations biochimiques et comportementales induites par AlCl3 chez les rats Sprague – Dawley. De plus, des changements dans l’histopathologie cérébrale ont également été examinés. Des études de PCR ont également été réalisées (voir Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3, Tableau 1, Tableau 2, Tableau 3, Tableau 4, Tableau 5).

 

Fig. 1

Fig. 1. Figure montrant le produit d’amplification par PCR de 352 pb du gène de la β-actine. Ligne 1–4: numéro d’échantillon 1–4; Lane M: 100 bp Maker. 1. Contrôle normal – traité avec le véhicule, 2. Contrôle de la maladie – traité avec Al, 3. Traitement avec V. vinifera (250 mg / kg) après induction par Al, 4. Traitement avec V. vinifera (500 mg / kg) après induction avec Al.

 

 

 

Fig. 2

Fig. 2. Figure montrant le produit d’amplification par PCR de 132 pb du gène Tau.

 

 

Fig. 3

Fig. 3. Figure montrant le produit d’amplification par PCR de 340 pb du gène APP.

 

 

Tableau 1. Effet de V. vinifera sur le temps moyen passé dans le quadrant cible (secondes) sur des rats induits par Al dans les essais avec sonde.

 

S. No Groups Mean ± S.E.M (s)
1. Control 34.1 ± 0.44
2. Disease control 19.0 ± 0.51*
3. V. vinifera-250 mg/kg 33.1 ± 0.61@
4. V. vinifera-500 mg/kg 31.2 ± 0.43@

A value of p ≤ 0.05 was considered as statistically significant. *p < 0.05 when compared to control, @p < 0.05 when compared to disease control.

 

 

 

Tableau 2. Effet de V. vinifera sur les latences d’échappement (secondes) sur des rats induits par Al dans les essais d’acquisition.

 

S. No Groups Mean ± S.E.M (s)
1. Control 51.6 ± 0.84
2. Disease control 69.8 ± 1.15*
3. V. vinifera-250 mg/kg 53.6 ± 0.80@
4. V. vinifera-500 mg/kg 53.8 ± 0.53@

A value of p ≤ 0.05 was considered as statistically significant. *p < 0.05 when compared to control, @p < 0.05 when compared to disease control.

 

Tableau 3. Effet de V. vinifera sur les niveaux d’ARNm de Tau dans la DA induite par l’aluminium

 

S. No Groups Mean ± S.E.M
1. Control 0.19 ± 0.0170
2. Disease control 1.07 ± 0.0347**
3. V. vinifera-250 mg/kg 0.11 ± 0.0221@
4. V. vinifera-500 mg/kg 0.19 ± 0.0298@

 

Dans la présente étude, nous avons étudié l’effet de V. vinifera sur l’expression de l’ARNm de l’APP, des bandes pour le gène APP ont été exprimées chez les animaux traités avec le véhicule normal et les animaux témoins de la maladie, le traitement avec différentes doses de V. vinifera (3 et 4) inhibé l’expression de l’APP, cela indique que V. vinifera agit comme un puissant agent anti-APP, de nouvelles recherches doivent être menées en profondeur pour établir le mécanisme moléculaire d’action.

Une valeur de p ≤ 0,05 a été considérée comme statistiquement significative. ** p <0,001 par rapport au contrôle, @p <0,001 par rapport au contrôle de la maladie.

 

 

Tableau 4. Effet de V. vinifera sur les niveaux de MDA (nmol / g) et les niveaux de MPO (U / g) des rats induits par la MA.

 

S. No Groups MDA(nmol/g) MPO(Units/g)
1. Control 49.38 ± 0.33 3.38 ± 0.05
2. Disease control 99.41 ± 0.56* 66.8 ± 0.41**
3. V. vinifera-250 mg/kg 50.26 ± 0.94** 5.71 ± 0.08@@
4. V. vinifera-500 mg/kg 48.94 ± 0.43** 3.57 ± 0.04@@

 

Niveaux MDA: Toutes les données ont été analysées par test t. Les données présentées sont des moyennes ± SEM (n = 10). Une valeur de p ≤ 0,05 a été considérée comme statistiquement significative. * p <0,01 par rapport au contrôle, ** p <0,001 par rapport au contrôle de la maladie.

Niveaux MPO: Toutes les données ont été analysées via un test t. Les données présentées sont des moyennes ± SEM (n = 10). Une valeur de p ≤ 0,05 a été considérée comme statistiquement significative. ** p <0,001 par rapport au contrôle, @@ p <0,001 par rapport au contrôle de la maladie.

 

 

Tableau 5. Effet de V. vinifera sur l’activité enzymatique de l’acétylcholinestérase (μmol / min / mg de protéine) dans la DA induite par l’Al dans le cerveau entier du rat.

 

S. No Groups Mean ± S.E.M(μmol/min/mg)
1. Control 0.027 ± 0.0002
2. Disease control 0.148 ± 0.0010**
3. V. vinifera-250 mg/kg 0.069 ± 0.0020@
4. V. vinifera-500 mg/kg 0.030 ± 0.0008@

 

Une valeur de p≤ 0,001 a été considérée comme statistiquement significative. ∗∗ p <0,001 par rapport au contrôle, @p <0,001 par rapport au contrôle de la maladie.

 

 

 

3.1. Analyse histopathologique

Les observations histopathologiques indiquent que le cerveau des groupes traités par Al présente la présence de plaques amyloïdes, la formation d’enchevêtrements, l’œdème accompagné d’une perturbation des neurones, la gliose, la spongiose, une infiltration neutrophile sévère, la formation de vacuoles, la perturbation du noyau et la congestion dans les vaisseaux sanguins, indiquant une événements pathologiques et inflammatoires par Al [15]. Il a également été signalé qu’Al endommage l’hippocampe et le cortex [16]. Dans la présente étude, les déficits induits par Al se sont accompagnés de l’expression d’enchevêtrements de Tau et de formation de plaques bêta-amyloïdes ainsi que de formation de vacuoles œdémateuses, de spongiose, de gliose et de congestion dans les vaisseaux sanguins, le traitement avec V. vinifera a produit une amélioration significative de la événements comportementaux, biochimiques et histologiques par rapport aux animaux témoins de maladies.

Dans la présente enquête, l’administration de V. vinifera (250, 500 mg / kg) a significativement récupéré les déficits de mémoire produits par Al en atténuant les changements pathologiques (voir Fig. 4).

Fig. 4

Fig. 4. Étude microscopique de l’hippocampe de rat à un grossissement de 60, 100 ×. A.) Cerveau de rat témoin montrant une structure histologique normale. B.) Les rats exposés à 100 mg / kg d’Al montrant clairement la présence d’enchevêtrements neurofibrillaires (B1), de plaques amyloïdes et de vacuoles œdémateuses (B2), une infiltration neutrophile sévère, une congestion dans les vaisseaux sanguins et un œdème péricellulaire (B3). C.) Rats administrés avec 250 mg / kg de V. vinifera présentant un léger œdème et une gliose. D.) Rat dément traité avec Vitis (500 mg / kg) montrant la structure histologique normale.

 

 

  1. DiscussionDans cette étude, nous avons étudié les changements comportementaux, biochimiques et histopathologiques causés par l’exposition chronique à l’Al et les effets prometteurs du traitement à V. vinifera. Dans le test du labyrinthe aquatique de Morris pour la mémoire spatiale, l’administration chronique de la mémoire altérée en Al et l’apprentissage. Lors d’une exposition chronique, il a été démontré que l’Al s’accumule dans toutes les régions du cerveau du rat, le maximum étant dans l’hippocampe, qui est le site de la mémoire et de l’apprentissage [17], [18]. Les animaux administrés avec Al ont développé une condition semblable à la MA et ont souffert de troubles de la mémoire et de l’apprentissage. Il est proposé que le système neuronal cholinergique dans l’hippocampe soit la principale clé impliquée dans les déficits de mémoire spatiale. Par conséquent, son dysfonctionnement induit des déficits dans les tâches d’apprentissage spatial chez le rat. Dans la présente étude, Al a provoqué des troubles de la mémoire chez le rat, comme le montrent les résultats du test MWM. V. vinifera a amélioré la mémoire chez les rats induits par Al comme en témoigne une diminution significative du temps de latence [Tableau 2]. Les animaux traités par Vitis ont également présenté des préférences de quadrant cible améliorées, comme le montre le temps passé dans la zone de quadrant cible [Tableau 1]. D’après les résultats, il est clair que l’Al a provoqué un déclin cognitif certain dans les groupes traités à l’Al. Ce déclin cognitif a été inversé par les animaux traités par Vitis qui ont amélioré les performances des rats induits par Al dans le test du labyrinthe d’eau de Morris.

    Le traitement de Vitis a produit une amélioration significative de la fonction cognitive chez les rats Alzheimer traités par Al. Le degré d’activité était plus élevé chez les rats du groupe traité à 500 mg / kg, car la plante est une excellente source d’antioxydants et agit également comme un agent cholinomimétique central. Le système cholinergique est perturbé dans le groupe atteint d’Alzheimer [19], et cela a été confirmé par l’augmentation des latences de fuite des animaux témoins de la maladie. Par conséquent, ces activités de la plante pourraient être responsables de l’amélioration de la mémoire spatiale en augmentant l’activité cholinergique dans la présente étude.

    L’étude comportementale a indiqué que l’exposition chronique à l’Al suivie du traitement avec V. vinifera a produit une amélioration significative des paramètres comportementaux des animaux; d’autres paramètres biochimiques ont également été évalués.

    Les plaques amyloïdes sont les produits obtenus par le clivage séquentiel de l’APP, tandis que les enchevêtrements sont produits en raison d’une hyperphosphorylation anormale de la protéine stabilisatrice des microtubules appelée Tau. Les animaux induits par Al ont produit une expression significative de l’ARNm de Tau [Fig. 1, Fig. 2, Tableau 3] et APP ARNm Fig. 1, Fig. 3 qui indique la présence d’enchevêtrements et de plaques amyloïdes. Cela a été confirmé davantage dans les études histologiques où des plaques bêta-amyloïdes claires et des enchevêtrements neurofibrillaires ont été observés chez des rats induits par la maladie d’Alzheimer.

    Même si le cerveau représente moins de 2% du poids corporel, il consomme 20% de l’oxygène basal absorbé [20]. La peroxydation lipidique est un mécanisme bien reconnu de lésion cellulaire dans le système biologique des plantes et des animaux. La maladie d’Alzheimer augmente le stress oxydatif en augmentant la peroxydation lipidique, comme en témoigne l’augmentation significative des niveaux de malondialdéhyde (MDA) Tableau 4. Le mécanisme implique un processus par lequel les lipides insaturés sont oxydés pour former des espèces radicalaires ainsi que des sous-produits toxiques. Les lipides polyinsaturés sont plus sensibles aux dommages cellulaires oxydatifs et réagissent pour former des peroxydes lipidiques. Les peroxydes lipidiques sont eux-mêmes instables et subissent une décomposition pour former une suite de composés carbonylés, qui réagissent en outre pour former du MDA. Les lipides hautement polyinsaturés du tissu cérébral sont sensibles aux dommages oxydatifs dus à une consommation élevée d’oxygène et à l’état post mitotique des neurones [21].

    On rapporte que Al augmente l’effet peroxydant de Fe2 + et cela joue un rôle indirect en provoquant les dommages oxydatifs par peroxydation lipidique. Il est rapporté que l’administration d’Al induit le stress oxydatif entraînant des dommages aux lipides, aux protéines et au système de défense antioxydant. Des niveaux accrus de radicaux libres initient l’oxydation des acides gras polyinsaturés conduisant à une peroxydation lipidique et entraînent une carbonylation des protéines. Les peroxydes lipidiques conduisent en outre à la production de composés plus stables comme le malondialdéhyde (MDA), le 4-hydroxy-2-nonénal (4-HNE) et l’acroléine, qui initient le stress oxydatif [22], [23].

 

L’augmentation de l’activité des radicaux libres semble alimenter la pathologie d’Alzheimer. Les dommages oxydatifs aux lipides (peroxydation lipidique) et aux protéines (formation de protéines carbonyl {pc}) entraînent initialement une altération de la structure cellulaire, une activation des enzymes, suivie d’une perte de la fonction cellulaire physiologique normale. Ces métabolites réactifs de l’oxygène (ROM) attaquent les membranes cellulaires, ce qui augmente la fluidité et la perméabilité des membranes, entraînant la destruction oxydative des membranes cellulaires et la lyse cellulaire et, éventuellement, la mort cellulaire. Ce stress oxydatif résultant du 4-HNE peut entraîner une mort neuronale retardée dans le cortex frontal et est associé à la MA.

L’inflammation est une autre caractéristique majeure du cerveau de la MA. La myéloperoxydase (MPO) est un puissant catalyseur pour la génération d’oxydants cytotoxiques. L’expression de la myéloperoxydase (MPO) a augmenté dans les tissus avec une pathologie d’Alzheimer; il a été décrit dans des lysats cérébraux humains [24] et co-localisé avec des plaques amyloïdes et des microglies activées à la fois dans le néocortex et la couche moléculaire de l’hippocampe dans la MA. Les études épidémiologiques indiquent une incidence accrue d’Alzheimer avec une expression accrue de la myéloperoxydase en raison du polymorphisme dans la région du promoteur de la myéloperoxydase [25]. Il a été constaté que V. vinifera inhibait de manière dose-dépendante l’activité de la myéloperoxydase. Dans cette étude, Vitis a produit une bonne activité anti-inflammatoire en réduisant les niveaux de MPO, tableau 4 qui a également été confirmé par l’évaluation histopathologique. qui est un indicateur clair d’inflammation dans la MA. Le traitement par Vitis a réduit l’inflammation dans une large mesure avec les deux doses. Cela indique que l’inhibition de l’activité de la myéloperoxydase peut s’avérer être une cible thérapeutique précieuse au-delà des régimes antioxydants généraux pour ralentir les dommages à médiation oxydative dans la MA.

Guan [26] a suggéré qu’il existe une relation étroite entre le stress oxydatif et les modifications des récepteurs nicotiniques (nAChR) et musculaires (mAChR) qui jouent un rôle important dans la pathogenèse de la MA. De plus, la perte de récepteurs nicotiniques α7 de l’acétylcholine entraîne une accumulation accrue d’oligomères β-amyloïdes dans le modèle murin de la MA [27]. Les récepteurs cholinergiques sont très vulnérables au stress oxydatif, car le cerveau utilise plus d’oxygène et ses membranes cellulaires sont hautement enrichies en acides gras polyinsaturés sensibles aux oxydes. Il en résulte une oxydation de l’ADN et de l’ARN qui a été observée couramment dans les maladies neurodégénératives, où l’ARN semble subir un degré d’oxydation plus élevé que l’ADN. Des études suggèrent que l’oxydation de l’ARN est impliquée dans les premiers stades de la MA [28]. Par conséquent, l’oxydation de l’ARN est impliquée dans la MA, et son amélioration donne une indication significative de la rectification de l’apprentissage et de la mémoire.

En dehors de ces activités, Vitis prévient la fragmentation de l’ADN et de l’ARN [29] en plus de sa haute capacité antioxydante, de sorte que les modifications structurelles des récepteurs cholinergiques peuvent être évitées. Cette activité antioxydante ainsi que l’activité cholinomimétique pourraient être une autre raison de l’amélioration de la cognition et de la mémoire Tableau 5. Les mécanismes pathogènes de la MA sont considérablement complexes, de sorte que la plupart des traitements sont incapables de prendre en compte tous les aspects.

 

 

  1. ConclusionLe traitement par Vitis a montré un effet protecteur significatif qui peut être dû à la réduction du stress oxydatif, de l’inflammation et a également montré une altération de l’expression des gènes de l’APP et du Tau. La neuroprotection offerte par V. vinifera contre la MA induite par l’Al a été confirmée par les études histopathologiques. Les résultats de la présente étude ont révélé que Vitis a considérablement réduit la formation de plaques amyloïdes, les enchevêtrements de Tau et a également réduit le stress oxydatif, l’inflammation et amélioré les actions cholinergiques. Cela a été confirmé par l’évaluation histologique. Ce travail suggère que V. vinifera pourrait s’avérer être une entité utile dans le traitement de la MA.
    Sources de financement

    Les auteurs sont reconnaissants à la Commission des subventions universitaires pour leur aide financière (Grant-UGC / RGNF-4878).

    Conflit d’intérêt
    Aucun.

 

 

References

[1]

J.L. GregerAluminum metabolism

Annu Rev Nutr, 13 (1993), pp. 43-63

CrossRefView Record in ScopusGoogle Scholar

[2]

  1. KawaharaEffects of aluminum on the nervous system and its possible link with neurodegenerative diseases

J Azheimers Dis, 8 (2005), pp. 171-182

View Record in ScopusGoogle Scholar

[3]

  1. ZattaIn vivo and in vitro effects of aluminum on the activity of mouse brain acetyl cholinesterase

Brain Res Bull, 59 (2002), pp. 41-45

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[4]

Sethi Pallavi, Amar Jyoti, Ejaz Hussain, Deepak SharmaCurcumin attenuates aluminium-induced functional neurotoxicity in rats

Pharmacol Biochem Behav, 93 (2009), pp. 31-39

Google Scholar

[5]

J.A. Hardy, G.A. HigginsAlzheimer’s disease: the amyloid cascade hypothesis

Science, 256 (5054) (1992 Apri10), pp. 184-185

View Record in ScopusGoogle Scholar

[6]

Farzan Michael, Christine E. Schnitzler, Natalya Vasilieva, Doris Leung, Hyeryun ChoeBACE2, a beta-secretase homolog, cleaves at the beta site and within the amyloid-beta region of the amyloid-beta precursor protein

Proc Natl Acad Sci U S A, 97 (17) (2000), pp. 9712-9717

Google Scholar

[7]

  1. Sinha, J.P. Anderson, R. Barbour, G.S. Basi, R. Caccavello, D. Davis, et al.Purification and cloning of amyloid precursor protein beta-secretase from human brain

Nature, 402 (6761) (1999), pp. 537-540

View Record in ScopusGoogle Scholar

[8]

  1. Gulya, Z. Rakonczay, P. KasaCholinotoxic effects of aluminum in rat brain

J Neurochem, 54 (3) (1990), pp. 1020-1026

CrossRefView Record in ScopusGoogle Scholar

[9]

W.R. MarkesberyOxidative stress hypothesis in Alzheimer’s disease

Free Radic Biol Med, 23 (1) (1997), pp. 134-147

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[10]

R.G. Morris, P. Garrud, J.N. Rawlins, J. O’KeefePlace navigation impaired in rats with hippocampal lesions

Nature, 297 (5868) (1982), pp. 681-683

CrossRefView Record in ScopusGoogle Scholar

[11]

  1. Ohkawa, N. Ohishi, K. YakiAssay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction

Anal Biochem, 95 (2) (1979), pp. 351-358

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[12]

K.M. Mullane, R. Kraemer, B. SmithMyeloperoxidase activity as a quantitative assessment of neutrophil infiltration into ischemic myocardium

J Pharmacol Methods, 14 (3) (1985), pp. 157-167

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[13]

G.L. Ellman, K.D. Courtney, Andress Valentino Jr., R.M. FeatherstoneA new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity

Biochem Pharmacol, 7 (2) (1961), pp. 88-95

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[14]

U.G. Longo, F. Franceschi, L. Ruzzini, C. Rabitti, S. Morini, N. Maffulli, et al.Characteristics at hematoxylin and eosin staining of ruptures of the long head of the biceps tendon

Br J Sports Med, 43 (8) (2009), pp. 603-607

CrossRefView Record in ScopusGoogle Scholar

[15]

Vandita Kakkar, Indu Pal KaurEvaluating potential of curcumin loaded solid lipid nanoparticles in aluminium induced behavioral, biochemical and histopathological alterations in mice brain

Food Chem Toxicol, 49 (2011), pp. 2906-2913

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[16]

  1. Rebai, N.E. DjebliChronic exposure to aluminum chloride in mice: exploratory behaviors and spatial learning

Adv Biol Res, 2 (2011), pp. 26-33

View Record in ScopusGoogle Scholar

[17]

  1. Julka, R.K. Vasishta, K.D. GillDistribution of aluminum in different regions and body organs of rat

Biol Trace Elem Res, 52 (1996), pp. 181-192

View Record in ScopusGoogle Scholar

[18]

Kaur Amarpreet, Kusum Joshi, Ranjana Walker Minz, Kiran Dip GillNeurofilament phosphorylation and disruption: a possible mechanism of chronic aluminium toxicity in Wistar rats

Toxicology, 219 (1–3) (2006), pp. 1-10

Google Scholar

[19]

Satyanarayana Sreemantula, Srinivas Nammi, Rajabhanu Kolanukonda, Sushruta Koppula, Krishna M. BoiniAdaptogenic and nootropic activities of aqueous extracts of Vitis vinifera (grape seed): an experimental study in rat model

BMC Complement Altern Med, 5 (2005), p. 1

View Record in ScopusGoogle Scholar

[20]

Deepthi Rapaka, Veera Raghavulu Bitra, Jayarami reddy Medapati, Annapurna AkulaCalcium regulation and Alzheimer’s disease

Asian Pac J Trop Dis, 4 (2) (2014), pp. S513-S518

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[21]

Richard A. Maki, Vladimir A. Tyurin, Robert C. Lyon, Ronald L. Hamilton, Steven T. DeKosky, Valerin E. Kagan, et al.Aberrant expression of myeloperoxidase in astrocytes promotes phospholipid oxidation and memory deficits in a mouse model of Alzheimer disease

J Biol Chem, 284 (5) (2008), pp. 3158-3169

Google Scholar

[22]

C.D. Smith, J.M. Carney, T. Tatsumo, E.R. Stadtman, R.A. Floyd, W.R. Markesbery, et al.Protein oxidation in aging brain

Ann N Y Acad Sci, 663 (1992), pp. 110-119

CrossRefView Record in ScopusGoogle Scholar

[23]

M.A. Ansari, S.W. ScheffOxidative stress in the progression of Alzheimer’s disease in the frontal cortex

J Neuropathol Exp Neurol, 69 (2) (2010), pp. 155-167

View Record in ScopusGoogle Scholar

[24]

  1. Jolivalt, B. Leninger-Muller, R. Drozdz, J.W. Naskalski, G. SiestApolipoprotein E is highly susceptible to oxidation by myeloperoxidase, an enzyme present in the brain

Neurosci Lett, 210 (1) (1996), pp. 61-64

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[25]

W.F. Reynolds, J. Rhees, D. Maciejewski, T. Paladino, H. Sieburg, R.A. Maki, et al.Myeloperoxidase polymorphism is associated with gender specific risk for Alzheimer’s disease

Exp Neurol, 155 (1) (1999), pp. 31-41

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

[26]

Z.Z. GuanCross-talk between oxidative stress and modifications of cholinergic and glutaminergic receptors in the pathogenesis of Alzheimer’s disease

Acta Pharmacol Sin, 29 (7) (2008), pp. 773-780

CrossRefView Record in ScopusGoogle Scholar

[27]

C.M. Hernandez, Kayed RaKez, Zheng Hui, J David Sweatt, Kelly T. DineleyLoss of alpha 7 nicotinic receptors enhances beta-amyloid oligomer accumulation exacerbating early-stage cognitive decline and septohippocampal pathology in a mouse model of Alzheimer’s disease

J Neurosci, 30 (7) (2010), pp. 2442-2453

CrossRefView Record in ScopusGoogle Scholar

[28]

  1. Nunomura, G. Perry, M.A. Pappolla, R. Wade, K. Hirai, S. Chiba, et al.RNA oxidation is a prominent feature of vulnerable neurons in Alzheimer’s disease

J Neurosci, 19 (6) (1999), pp. 1959-1964

View Record in ScopusGoogle Scholar

[29]

Thimmappa S. Anekonda, P. Hemachandra ReddyCan herbs provide a new generation of drugs for treating Alzheimer’s disease?

Brain Res Rev, 50 (2005), pp. 361-376

Article

Download PDFView Record in ScopusGoogle Scholar

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