Propriétés anti-infectieuses de la curcumine

Propriétés anti-infectieuses de la curcumine

Par Dimas Praditya , 1, 2, 3, † Lisa Kirchhoff , 4, † Janina Brüning , 1, † Heni Rachmawati , 5, 6 Joerg Steinmann , 4, 7, * et Eike Steinmann 1, *

La curcumine anti-infectieux & antiviral

Une étude des plus importantes à propos des pouvoirs exceptionnels de la curcumine extraite du curcuma et concentrée à 95% en curcuminoïdes. La puissance de la nature dans toute sa splendeur, et en boulversement de bien des idées reçues et fausses informations sur ses effets antiviraux.

La recherche de nouveaux anti-infectieux est l’un des défis les plus importants de la recherche sur les produits naturels, car les maladies causées par des bactéries, des virus et des champignons influencent la société humaine dans le monde entier.

Les composés naturels sont une source continue de nouveaux anti-infectieux. En conséquence, la curcumine est utilisée depuis des siècles en médecine traditionnelle asiatique pour traiter divers troubles. 

De nombreuses études ont montré que la curcumine possède un large éventail de propriétés biologiques et pharmacologiques, agissant, par exemple, comme anti-inflammatoires, anti-angiogéniques et anti-néoplasiques, alors qu’aucune toxicité n’est associée au composé. 

Récemment, l’activité antivirale et antibactérienne de la curcumine a été étudiée, et il a été démontré qu’elle agit contre divers agents pathogènes humains importants comme le virus de la grippe, le virus de l’hépatite C, le VIH et des souches eStaphylococcus , Streptococcus et Pseudomonas . 

Malgré sa puissance, la curcumine n’a pas encore été approuvée comme agent antiviral thérapeutique. Cette revue résume les connaissances actuelles et les perspectives futures des effets antiviraux, antibactériens et antifongiques de la curcumine.

Curcumine et maladies infectieuses

Les maladies infectieuses sont des maladies causées par des virus et des micro-organismes pathogènes tels que les bactéries et les champignons. Les infections peuvent se propager directement d’une personne à l’autre et d’un animal à l’homme, ou indirectement via l’eau et les aliments contaminés. 

Cela peut entraîner de petites épidémies et épidémies locales, comme la peste, la syphilis et le SRAS, ou des pandémies affectant plusieurs pays, dont la grippe est l’un des exemples les plus connus. 

En ces temps de mondialisation et de changement climatique, les maladies infectieuses se propagent plus rapidement que jamais et de nouvelles continuent d’apparaître. Même s’ils représentent un fardeau sanitaire mondial, les habitants des pays en développement souffrent particulièrement d’infections. 

Ainsi, en 2010, dans le monde, environ un quart des décès étaient dus à des maladies infectieuses, tandis que dans les pays à faible revenu, près de 60% des décès pouvaient leur être attribués (Dye, 2015 ). 

En effet, dans ces régions, les mesures d’hygiène sont souvent insuffisantes, les outils de diagnostic manquent et les options thérapeutiques ne sont pas disponibles.

Les médicaments existants sont classés en antiviraux utilisés pour lutter contre les maladies virales, en antibiotiques contredisant les infections bactériennes et en antifongiques inhibant la croissance des champignons. 

En outre, il existe de nombreux vaccins contre les maladies virales et bactériennes, ce qui a déjà conduit à l’éradication réussie de la variole. 

Cependant, les contre-mesures ne sont disponibles que pour un nombre limité d’agents pathogènes, à l’exclusion de tous les agents potentiellement mortels et pandémiques, comme par exemple le virus Ebola, et la résistance aux thérapies actuelles augmente. 

Ainsi, de nouvelles options thérapeutiques sont nécessaires de toute urgence. Les composés naturels sont une source continue de nouveaux médicaments. De 1940 à 2014, 49% de toutes les petites molécules approuvées par la Food and Drug Administration des États-Unis (FDA) étaient des produits naturels ou des dérivés directement liés à celles-ci ( Newman et Cragg, 2016). 

Une plante qui a été largement étudiée sur ce point est le curcuma.

Le curcuma ( Curcuma longa L.) appartient à la famille du gingembre (Zingiberaceae) et pousse nativement en Inde et en Asie du Sud-Est. Les rhizomes des plantes contiennent plusieurs métabolites secondaires, notamment des curcuminoïdes, des sesquiterpènes et des stéroïdes ( Omosa et al., 2017 ); la curcumine curcuminoïde étant le composant principal du pigment jaune et la principale substance bioactive. 

Plus de 7000 recherches éditées à ce jour, cela en fait la plante la plus étudiée de la planète, avec de réels résultats depuis plus de 4000 ans.

Chimiquement, la curcumine est un diferuloylméthane, un diarylheptanoïde appartenant à la classe des phénols naturels. 

Sa structure chimique a déjà été décrite en 1910 comme une molécule symétrique de deux cycles phénoliques reliés par des groupes carbonyle α, β-insaturés ( Miłobȩdzka et al., 1910 ) (voir figure 1 ).

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Structure chimique de la curcumine.

En Europe, la curcumine est largement utilisée comme colorant pour colorer les produits d’un jaune vif à jaune doré. Historiquement, il était principalement utilisé pour le cuir et le tissu, alors qu’il fonctionne de nos jours comme colorant alimentaire. 

Dans l’Union européenne, la molécule est approuvée comme additif alimentaire et peut être trouvée étiquetée E100 dans la liste des ingrédients de nombreuses épiceries, y compris les produits de boulangerie, les bonbons, les pâtes à tartiner ou le fromage. 

Dans la société asiatique, le curcuma moulu est utilisé comme épice depuis des siècles. Il joue également un rôle dans la médecine traditionnelle chinoise et indienne, où il est utilisé pour traiter différentes maladies telles que les affections dermatologiques, les infections, les affections hépatiques et la dépression. 

L’utilisation de la curcumine n’est pas associée à une toxicité, et la FDA l’a classée comme «généralement reconnue comme sûre». Ainsi, les propriétés médicales du produit naturel ont été largement étudiées.

pubmed.gov trouve plus de 11 000 publications, tandis qu’une recherche sur clinicaltrials.gov révèle 179 études cliniques utilisant la curcumine. 

La plupart des études ont analysé l’effet anticancéreux de la curcumine et il a été démontré qu’elle inhibe la prolifération, l’invasion et la dissémination métastatique des cellules tumorales (comme examiné, par exemple, Bachmeier et al., 2018 ). En plus de cela, la curcumine a été documentée pour agir, par exemple, anti-inflammatoire et anti-infectieux (comme examiné, par exemple, Hatcher et al., 2008 ) et en raison de son large spectre de propriétés biologiques et pharmacologiques, elle est souvent appelée «cure – cumin. »

Dans cette revue :

  • Nous donnerons un aperçu à jour des propriétés anti-infectieuses de la curcumine. Dans un premier temps, nous résumerons l’effet antiviral de la molécule contre différentes familles de virus. 
  • Nous refléterons ensuite les activités antibactériennes et antifongiques du composé. 
  • Enfin, nous discuterons des obstacles et des perspectives futures concernant l’utilisation de la curcumine comme médicament thérapeutique.
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Activités antivirales de la curcumine

En raison du manque d’options préventives et thérapeutiques pour de nombreuses infections virales, de nombreuses études ont été menées pour étudier le potentiel antiviral des composés naturels. 

En conséquence, des effets antiviraux n’ont pas été montrés, par exemple, pour les composants du thé vert (comme examiné, par exemple, Steinmann et al., 2013 ), la cannelle ( Connell et al., 2016) et de nombreuses herbes. 

Pour la curcumine, une activité antivirale a été observée contre plusieurs virus différents, notamment les virus de l’hépatite, les virus de la grippe et les arbovirus émergents comme le virus Zika (ZIKV) ou le virus chikungunya (CHIKV). 

Fait intéressant, il a également été signalé que la molécule inhibe le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), le virus de l’herpès simplex 2 (HSV-2) et le papillomavirus humain (HPV), indiquant que la curcumine réduit la propagation des maladies sexuellement transmissibles. 

Dans cette section et dans le tableau 1 ci-dessous, nous résumerons la compréhension actuelle des aspects antiviraux de la curcumine et des mécanismes possibles sous-jacents à ses effets inhibiteurs.

Tableau 1

Activité antivirale de la curcumine contre plusieurs virus différents.

VirusFamilleActivité antiviraleRéférences
CHIKVTogaviridaeInhibiteur d’entréeRhein et al., 2016
DENVFlaviviridaeInhibiteur d’entrée
Inhibition de la production de particules
Chen et al., 2013
Padilla-S et al., 2014
HBVHepadnaviridaeInhibiteur de réplication Inhibiteur d’
ADNc
Kim et al., 20092011;
Rechtman et al., 2010
Wei et al., 2017
VHCFlaviviridaeInhibiteur d’entréeAnggakusuma et al., 2014
VIHRetroviridaeInhibiteur de protéase Inhibiteur d’
intégrase Inhibiteur de
protéine Tat
Sui et al., 1993
Mazumder et al., 1995
Barthelemy et al., 1998Balasubramanyam et al., 2004Ali and Banerjea, 2016
HPVPapilomaviridaeInhibition de l’expression des gènesMaher et al., 2011Mishra et al., 2015
HSVHerpesviridaeInhibition de l’expression des gènesKutluay et al., 2008
GEAROrthomyxoviridaeInhibiteur d’entréeChen et al., 2010Ou et al., 2013
JEVFlaviviridaeInhibiteur d’entrée
Inhibition de la production de particules
Chen et al., 2013
Padilla-S et al., 2014
MNVcaliciviridaeInhibiteur d’entréeYang M. et al., 2016
RSVPneumoviridaeInhibiteur d’entrée
Réplication et inhibition en herbe
Yang X.X. et al., 2016;
Yang et al., 2017
Obata et al., 2013
RVFVPhenuiviridaeInhibiteur de réplicationNarayanan et al., 2012
ZIKVFlaviviridaeInhibiteur d’entréeMounce et al., 2017
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La curcumine inhibe le virus de l’immunodéficience humaine

Le VIH est un lentivirus qui appartient à la famille des Retroviridae . Le VIH est l’agent causal du syndrome d’immunodéficience acquise, mieux connu sous le nom de sida, et depuis son premier rapport en 1981, il est devenu l’un des principaux problèmes de santé publique dans le monde: dans le monde, plus de 35 millions de personnes sont infectées par le VIH et en 2017 environ 0,95 million de personnes sont mortes de ses conséquences ( OMS, 2018 ). Pourtant, à ce jour, aucun vaccin préventif ou remède efficace n’existe contre le VIH.

Plusieurs études ont rapporté que la curcumine présente une activité anti-VIH en ciblant directement les protéines virales. Déjà en 1993, Sui et al. ont signalé une inhibition modeste des protéases VIH-1 et VIH-2 par la curcumine. Les auteurs ont constaté que la molécule se lie à plusieurs sites de l’enzyme, avec des concentrations microlaires entraînant une suppression de l’activité enzymatique. Un complexe curcumine-bore a montré un effet inhibiteur amélioré, qui est dû à la liaison du complexe à des sites supplémentaires dans la cavité de liaison au substrat de la protéase. Dans cette optique, des études de modélisation in silico ont confirmé que la curcumine s’adapte bien au site actif de la protéase ( Vajragupta et al., 2005). Outre la protéase, l’intégrase du VIH est également une cible médicamenteuse intéressante, car l’enzyme est responsable de l’intégration du génome viral dans l’ADN hôte. Il a été démontré que la curcumine est un puissant inhibiteur de l’intégrase du VIH, car elle est capable de se lier aux résidus acides dans le domaine du noyau catalytique des intégrases, l’empêchant de se lier à ses substrats ( Mazumder et al., 1995 ). Des études informatiques d’amarrage ont révélé que spécifiquement le céto-énol et le groupe o-hydroxyle terminal de la curcumine présentent une liaison étroite avec le site de liaison des intégrases formé par les résidus Asp64, His67, Thr66, Glu92, Thr93, Asp116, Ser119, Asn120 et Lys159 ( Vajragupta et et al., 2005). Une autre protéine du VIH ciblée par la curcumine est le trans-activateur de la transcription (tat), un régulateur de transcription viral. Lors de l’infection, le tat est sécrété et absorbé par les cellules non infectées, ce qui favorise la croissance des tumeurs induites par le VIH et l’apoptose des cellules T, favorisant le développement du SIDA ( Ensoli et al., 1990 ; Westendorp et al., 1995 ; Campbell et al., 2004 ). Ainsi, l’inhibition du tat empêcherait une transcription efficace du gène viral ainsi que la progression de la maladie. Fait intéressant, le tat est connu pour être une protéine intrinsèquement désordonnée ( Shojania et O’Neil, 2010 ) et la curcumine est connue pour induire la dégradation des protéines avec des régions partiellement intrinsèquement désordonnées, comme p53 ( Tsvetkov et al., 2005). En conséquence, dans les cellules HEK293T transduites par tat, le niveau de protéine tat a diminué lors de l’incubation avec la curcumine d’une manière dépendante de la dose qui peut être bloquée par les inhibiteurs du protéasome, indiquant que la curcumine provoque une dégradation protéasomique du tat ( Ali et Banerjea, 2016 ). De plus, il a été signalé que la curcumine inhibe la prolifération du VIH en inhibant l’acétylation du tat dans les cellules SupT1 ( Balasubramanyam et al., 2004 ) et que la curcumine inhibe efficacement la transactivation induite par le tat des répétitions terminales longues du VIH-1 dans les cellules HeLa ( Barthelemy et al. , 1998 ).

En plus de cibler les protéines virales, la curcumine a également été décrite comme inhibant indirectement le VIH ou la progression du SIDA en réduisant le cancer, l’inflammation et autres induits par le VIH. Malgré cela, une étude clinique menée dans les années 1990 n’a pas pu trouver une diminution de la charge virale ou une augmentation du nombre de lymphocytes T chez 40 patients VIH traités avec la molécule pendant 8 semaines ( Gilden et Smart, 1996 ; James, 1996 ). Récemment, de nouveaux dérivés ou formulations de curcumine avec une biodisponibilité et une stabilité accrues ont été développés contre le VIH ( Kumari et al., 2015 ; Lin et al., 2017 ; Sharma et al., 2017 ; Zhao et al., 2017) et il a été démontré que le prétraitement à la curcumine des cellules épithéliales génitales humaines bloque l’induction induite par l’infection de chimiokines associées au recrutement de cellules cibles du VIH ( Ferreira et al., 2015 ). L’évaluation clinique montrera si ces nouvelles variantes de curcumine et mécanismes de protection sont efficaces chez l’homme. En conclusion, la tentative d’utiliser la curcumine comme médicament anti-VIH est toujours en cours.

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La curcumine inhibe les virus de l’hépatite

L’hépatite virale est l’une des principales causes de maladie chronique du foie, entraînant plus de décès que ceux causés par le VIH, selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS) ( OMS, 2017 ). En 2015, 256 millions de personnes dans le monde étaient infectées de façon chronique par le virus de l’hépatite B (VHB; Hepadnaviridae ) ( OMS, 2017 ) et 71 millions de personnes souffraient d’infections chroniques par le virus de l’hépatite C (VHC; Flaviviridae ) ( OMS, 2017 ). De plus, des épidémies sporadiques de virus de l’hépatite A ( Picornaviridae ) et d’hépatite E ( Hepeviridae ) se produisent, affectant respectivement environ 14 et 20 millions de personnes chaque année ( Rein et al., 2012 ;Percivalle et al., 2016 ). À ce jour, un vaccin sous licence mondiale n’est présent que pour le VHB, tandis que les médicaments curatifs ne sont disponibles que pour le VHC. Outre le développement de nouvelles options thérapeutiques, la sensibilisation aux risques de transmission et la réduction de la propagation du virus sont des étapes importantes dans la lutte contre ces infections (comme examiné, par exemple, Pfaender et al., 2016 ).

L’effet antiviral de la curcumine contre les virus de l’hépatite a été étudié par plusieurs groupes. Les premières indications que la curcumine agit sur le VHB ont été données par des études suggérant que des extraits aqueux de Curcuma longa inhibaient la production de particules de VHB et étaient bénéfiques pour le développement d’un carcinome hépatocellulaire induit par les protéines HBx ( Kim et al., 2009 , 2011 ). Des recherches supplémentaires ont révélé qu’en effet, la curcumine inhibe l’expression et la réplication du gène HBV en régulant à la baisse PGC-1a, une protéine co-activant la transcription du HBV ( Rechtman et al., 2010 ). Une étude récente a même indiqué que la curcumine réduit la présence d’ADN du VHB circulaire fermé de manière covalente (ADNccc) in vitro ( Wei et al., 2017), un Saint Graal dans la guérison du VHB chronique.

La curcumine s’est également avérée efficace contre le VHC sans cytotoxicité. Anggakusuma et al. (2014) ont montré que la curcumine inhibe l’entrée de tous les génotypes du VHC dans les cellules d’hépatome et les hépatocytes humains primaires. Les auteurs ont constaté que la curcumine, en particulier ses cétones α, β-insaturées, affecte la fluidité de l’enveloppe virale et, par conséquent, altère sa liaison et sa fusion avec la membrane plasmique lors de l’entrée et de la propagation de cellule à cellule. Ces résultats sont étayés par des études antérieures, qui ont montré que la curcumine modifie les propriétés lipidiques des membranes, les rendant moins rigides et entraînant la perturbation des liposomes ( Ingolfsson et al., 2007 ; Chen et al., 2013). En plus de l’entrée, il a été rapporté que les étapes ultérieures du cycle de vie du VHC étaient altérées par la curcumine. En conséquence, plusieurs études ont montré que la curcumine réduit la réplication du VHC, mais le mode d’action exact n’est toujours pas clair ( Kim et al., 2010 ; Chen et al., 2012 ). Des études combinées ont démontré que la curcumine agit même en synergie avec les inhibiteurs du VHC (utilisés en clinique) comme l’interféron α, le bocéprévir et la cyclosporine ( Kim et al., 2010 ; Anggakusuma et al., 2014 ), cependant, sa faible biodisponibilité n’entraîne aucun effet thérapeutique in vivo ( Anggakusuma et al., 2014 ).

La curcumine inhibe le virus de la grippe A

Les virus grippaux appartiennent à la famille des Orthomyxoviridae et peuvent être divisés en trois types: A, B et C. Le virus grippal A (IAV) infecte principalement les oiseaux, mais il peut provoquer de graves pandémies chez les volailles domestiques et chez l’homme, même si cela se produit rarement. Actuellement, deux classes de médicaments sont approuvées par la FDA pour le traitement de la grippe: les inhibiteurs de la protéine matricielle 2 (M2) (amantadine, rimantadine) et les inhibiteurs de la neuraminidase (oseltamivir, zanamivir et peramivir). Cependant, l’émergence de virus résistants aux médicaments augmente continuellement, donc l’utilisation d’inhibiteurs M2 n’est plus recommandée. Par conséquent, de nouvelles cibles antivirales avec de nouveaux mécanismes d’inhibition sont nécessaires de toute urgence.

Plusieurs études ont testé l’effet de la curcumine sur différents types d’IAV in vitro et ont constaté qu’elle inhibait l’absorption, la réplication et la production de particules du virus ( Chen et al., 2010 ; Dai et al., 2018 ; Han et al., 2018 ). Les travaux expérimentaux et la modélisation des relations structurelles ont suggéré que l’inhibition était due à l’interférence de la molécule avec la liaison de la glycoprotéine virale hémagglutinine (HA) à son récepteur cellulaire ( Chen et al., 2010 ; Ou et al., 2013 ). Une étude ultérieure a confirmé cet effet et l’a expliqué par la capacité de la curcumine à moduler les caractéristiques des bicouches lipidiques ( Chen et al., 2013). Fait intéressant, la monoacétyl-curcumine analogue structurale de la curcumine ne semble pas agir sur la liaison de HA, mais sur la phosphorylation d’Akt requise pour la propagation de l’IAV ( Richart et al., 2018 ). Le composé seul était aussi efficace pour amortir l’infection par l’IAV que la curcumine pure et un effet synergique des deux analogues a été observé.

En plus d’agir directement comme antiviral, des études in vivo récentes ont montré que le traitement à la curcumine réduit l’inflammation pulmonaire due à l’infection par l’IAV chez la souris et augmente la réponse immunitaire envers l’IAV chez la dinde ( Umar et al., 2016 ; Han et al., 2018 ). Ainsi, le traitement à la curcumine pourrait être une stratégie alternative pour lutter contre les infections à IAV et ses séquelles.

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La curcumine inhibe les herpèsvirus

La famille des Herpesviridae est constituée de nombreux virus à ADN provoquant des infections latentes persistantes sans traitement curatif à ce jour. Plusieurs membres de la famille montrent une prévalence très élevée chez l’homme dans le monde.

L’herpèsvirus le plus célèbre est probablement le virus de l’herpès simplex, qui est classé en deux types: HSV-1, communément associé à l’ulcère orofacial et HSV-2, qui provoque principalement des ulcères génitaux. En 2012, l’OMS a estimé l’incidence mondiale des infections à HSV-1 et HSV-2 à 67 et 11%, respectivement ( Looker et al., 2015 ). Plusieurs études ont montré que de faibles quantités microlaires et non cytotoxiques de curcumine atténuaient l’infectiosité du HSV-1 et du HSV-2 in vitro et in vivo ( Bourne et al., 1999 ; Kutluay et al., 2008 ; Zandi et al., 2010). Pour le HSV-1, cela est associé à une expression considérablement réduite des gènes viraux immédiats précoces (IE), qui est due à un recrutement réduit d’ARN polymérase II aux promoteurs du gène IE ( Kutluay et al., 2008 ). Curieusement, comme pour le VIH, le prétraitement des cellules épithéliales génitales humaines avec la substance a réduit l’excrétion du HSV-2 de ces cellules, un mécanisme qui pourrait aider à stopper la propagation de la maladie sexuellement transmissible ( Ferreira et al., 2015 ). Un autre membre très répandu d’ Herpesviridae est le cytomégalovirus humain (HCMV). Comme indiqué pour HSV-1, la curcumine entraîne une diminution de l’expression du gène IE lors des infections à HCMV ( Lv et al., 2014). Cela est probablement dû à la régulation négative de la curcumine de la protéine de choc thermique cellulaire 90, une protéine nécessaire à l’expression du gène HCMV IE ( Lv et al., 2015 ).

Outre le HSV et le HCMV, la curcumine a également été suggérée pour influencer les infections par le virus d’Epstein-Barr (EBV). Cependant, son effet n’est pas clair, car une étude a signalé que la molécule inhibait la réactivation de l’EBV ( Hergenhahn et al., 2002 ), tandis qu’une autre étude a montré que les curcuminoïdes améliorent la réactivation lytique du virus dans les carcinomes nasopharyngés et gastriques ( Ramayanti et al. , 2018 ).

La curcumine inhibe le papillomavirus humain

La famille des Papilomaviridae comprend de petits virus à ADN non enveloppés dont plus de 150 génotypes différents ont été identifiés chez l’homme. Les papillomavirus humains provoquent des infections cutanées ou muqueuses persistantes, et l’infection par au moins 13 types de HPV est associée au développement de plusieurs types de cancer. En particulier, l’incidence du cancer du col de l’utérus, le quatrième cancer le plus fréquent chez les femmes, est étroitement liée à l’infection par le VPH ( OMS, 2014 ) et dans plus de 60% des cas, les types de VPH à haut risque 16 et 18 sont détectés ( Clifford et al. ., 2003 ).

L’effet de la curcumine sur l’infection au VPH et la croissance tumorale associée au VPH a été étudié de manière approfondie (comme examiné, par exemple, Teymouri et al., 2017 ). Déjà en 1990, le groupe de Howley pouvait montrer que l’oncoprotéine virale E6 de HVP-16 et 18 se complexe avec la protéine suppressive des tumeurs p53 ( Scheffner et al., 1990 ), en la ciblant pour la dégradation protéasomique ( Scheffner et al., 1990 ). La modélisation in silico a suggéré que la curcumine se lie au site d’interaction p53 de E6, ce qui lui interdit de se lier à p53 ( Mamgain et al., 2015 ). De plus, des études in vitro ont montré que la curcumine inhibait l’expression de E6 et E7 et, par conséquent, sauvait les niveaux de p53 ( Maher et al., 2011 ;Mishra et al., 2015 ). Plusieurs groupes ont ensuite développé des crèmes et des capsules contenant de la curcumine pour l’application locale pour prévenir ou traiter les infections au VPH, en contournant le problème de faible biodisponibilité de la curcumine. Ces crèmes ont en effet supprimé la croissance des cellules HPV positives et des tumeurs cervicales et ont même induit l’apoptose des cellules cancéreuses cervicales in vitro et in vivo ( Singh et Singh, 2009 ; Debata et al., 2013 ; Mukherjee et al., 2017 ). Des études cliniques ont confirmé qu’une application topique et cervicale de curcumine n’avait aucun effet toxique sur les femmes en bonne santé et a indiqué qu’elle entraînait une augmentation du taux de clairance du VPH ( Basu et al., 2013 ; Gattoc et al., 2017). Ainsi, les formulations de curcumine pourraient potentiellement être utilisées pour prévenir les infections à HPV sexuellement transmissibles ou pour traiter la dysplasie cervicale causée par le virus.

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La curcumine inhibe le virus respiratoire syncytial

Le virus respiratoire syncytial humain (VRS) provoque des infections des voies respiratoires et est l’une des principales causes de morbidité et de mortalité chez les enfants de moins de 5 ans. En 2015, on estime qu’elle a causé 33,1 millions d’épisodes d’infection aiguë des voies respiratoires inférieures et une mortalité globale de 118 200 décès dans le monde ( Shi et al., 2017 ). À ce jour, la ribavirine antivirale à large spectre est la seule contre-mesure approuvée pour une infection sévère par le VRS, mais les essais cliniques n’ont pas pu prouver son efficacité ( Law et al., 1997 ; Long et al., 1997 ). En raison du manque de traitement et de vaccin anti-VRS efficaces, il existe un besoin urgent de nouveaux antiviraux.

L’utilisation de curcumine contre les infections à RSV a révélé qu’elle empêchait la réplication et le bourgeonnement du RSV à partir des cellules épithéliales nasales humaines et en même temps augmentait la fonction de barrière épithéliale, alors qu’elle n’affectait pas le RSV dans les cellules pulmonaires ( Obata et al., 2013 ). Pour permettre une application locale de curcumine, Yang et ses collègues ont récemment développé deux types différents de nanomatériaux chargés avec le composé, qui ont montré une bonne biocompatibilité et une infection à RSV abrogée ( Yang XX et al., 2016 ; Yang et al., 2017 ). Les nanoparticules semblaient se lier directement au RSV, inhibant les interactions virus-hôte et entraînant une diminution significative des cellules infectées. Des études futures montreront si l’utilisation de nanoparticules chargées de curcumine est applicable et efficacein vivo .

La curcumine inhibe les norovirus

Les norovirus sont membres de la famille des Caliciviridae , qui provoquent fréquemment une gastro-entérite aiguë dans les pays développés comme dans les pays en développement. L’OMS classe les norovirus humains (NoV) comme la première cause de maladies d’origine alimentaire et la quatrième cause de décès d’origine alimentaire dans le monde ( OMS, 2015 ). Aujourd’hui, le traitement des infections à NoV n’est que symptomatique et l’accent est davantage mis sur la prévention de la maladie et de son expansion. Bien que l’incubation de norovirus murin (MNV) avec de la curcumine se soit avérée neutraliser de manière significative les infections ultérieures d’une lignée cellulaire de macrophage de souris d’une manière dépendante du temps et de la dose, elle n’a eu aucun effet sur un réplicon de NoV portant une lignée cellulaire d’hépatome ( Yang M. et al., 2016). Cela indique que la curcumine agit sur les premières étapes du cycle de vie viral avant la réplication. D’autres études sont nécessaires pour clarifier si la curcumine pourrait être utilisée comme option de traitement anti-NoV. Différentes études ont analysé le potentiel de la thérapie photodynamique (PDT) avec la curcumine comme photosensibilisateur pour prévenir la transmission des NoV par les aliments contaminés. La PDT est une technique souvent utilisée dans les études sur le cancer, qui utilise la lumière en combinaison avec une molécule photosensibilisante pour provoquer la mort cellulaire due à la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS). Il a été démontré que l’utilisation de la curcumine et de la lumière LED réduisait considérablement les titres de MNV dans le tampon et dans les huîtres ( Wu et al., 2015 ; Randazzo et al., 2016 ), probablement en détruisant l’intégrité du génome et la stabilité de la protéine de capside virale (Wu et al., 2015 ). Il reste à savoir si cela fonctionne également pour NoV et si la curcumine-PDT pourrait être une nouvelle approche pour éviter la transmission des norovirus dans l’industrie alimentaire.

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La curcumine inhibe les arbovirus

Le groupe des arbovirus comprend différents virus qui sont transmis par des vecteurs arthropodes comme les tiques et les moustiques. De nos jours, les arbovirus réapparaissent rapidement dans le monde entier, alors que les habitats des arthropodes se développent en raison du changement climatique et de l’augmentation du trafic mondial. Pour la plupart des arbovirus, à l’exception du virus de l’encéphalite japonaise (JEV; Flaviviridae ) et du virus de la fièvre jaune ( Flaviviridae ), aucun vaccin n’est disponible et il n’existe pas de traitement spécifique de prévention ou de guérison pour chacun d’entre eux.

Récemment, deux études ont révélé que la curcumine bloque l’entrée du CHIKV ( Tongaviridae ) en inhibant sa liaison aux cellules hôtes ( Rhein et al., 2016 ; Mounce et al., 2017 ). L’incubation des cellules avec le composé naturel a également considérablement réduit l’infection par le virus de la dengue (DENV; Flaviviridae ), JEV et ZIKV ( Flaviviridae ) via le même mécanisme ( Chen et al., 2013 ; Mounce et al., 2017 ). Similaire au VHC et à l’IAV, cela pourrait être dû à l’influence de la curcumine sur les propriétés des membranes ( Ingolfsson et al., 2007 ; Chen et al., 2013). En plus d’inhiber l’entrée du virus, le traitement à la curcumine des cellules déjà infectées par le DENV ou le JEV a entraîné l’accumulation intracellulaire de protéines virales et une réduction de la production de particules virales ( Dutta et al., 2009 ; Padilla-S et al., 2014 ). Il a également été démontré que le virus de la fièvre de la vallée du Rift (RVFV; Phenuiviridae ) est inhibé par la curcumine: Narayanan et al. (2012) ont observé que la molécule inhibe la phosphorylation médiée par IKK de la protéine NS virale, entraînant une réduction de la réplication virale. Notamment, cela n’a pas seulement été vrai in vitro, mais également des souris traitées par voie sous-cutanée avec de la curcumine ont montré une survie accrue (60% par rapport aux animaux non traités) et une diminution de la charge virale hépatique (90% par rapport aux témoins).

Il est intéressant de noter que la curcumine semble non seulement agir antivirale sur plusieurs arbovirus, mais pourrait également être utile pour réduire la propagation des vecteurs d’arthropodes: l’absorption alimentaire d’huiles essentielles de curcuma a conduit à une modeste létalité chez les larves et les nymphes d’ Aedes aegypti , le moustique transmettant, par exemple , CHIKV, DENV, YFV et ZIKV ( Kalaivani et al., 2012 ).Aller à:

Activités antibactériennes de la curcumine

Les infections bactériennes peuvent provoquer un certain nombre de maladies humaines, y compris des affections auto-limitantes relativement inoffensives et des conditions médicales potentiellement mortelles si elles ne sont pas traitées. 

De puissants antibiotiques sont disponibles contre de nombreuses bactéries. Néanmoins, en raison de l’utilisation intensive des médicaments, la résistance aux antibiotiques est en augmentation, ce qui rendait autrefois facile d’éliminer les agents pathogènes non traitable. 

Quant aux autres agents infectieux, la mondialisation a contribué à l’expansion des souches (résistantes). En réponse à cela, l’OMS a publié en 2017 une liste de 12 souches bactériennes contre lesquelles de nouveaux médicaments sont indispensables ( Tacconelli et al., 2018 ). 

Parmi eux se trouvent des souches de Staphylococcus, Streptococcus, Helicobacter et Pseudomonas, qui se sont tous révélés inhibés par la curcumine. Dans le chapitre suivant, nous résumerons l’état actuel de la recherche sur l’activité de la curcumine contre les bactéries Gram-positives et Gram-négatives, comme indiqué également dans le tableau 2 .

Tableau 2

Activité antibactérienne de la curcumine.

Les bactériesActivité antibactérienneRéférences
Staphylococcus aureusInhibition de la croissance
Inhibiteur de la sortase A
Bhawana et al., 2011Krausz et al., 2015
Park et al., 2005
Staphylococcus epidermidisInhibition de la croissance Inhibition de la
formation de biofilm
Tajbakhsh et al., 2008Liu and Huang, 2012
Hegge et al., 2012
Streptococcus mutansInhibition de l’adhésion Inhibition de la
formation de biofilm
Inhibiteur de la sortase A
Song et al., 2012
Li et al., 2018
Hu et al., 2013
Streptococcus pyogenesInhibition de la croissanceBetts et al., 2016
Bacillus subtilisInhibition de la croissance
Inhibiteur FtsZ
Rai et al., 2008Wang et al., 2009Bhawana et al., 2011Jaiswal and Mishra, 2018
Rai et al., 2008
Bacillus cereusInhibition de la croissanceRai et al., 2008Wang et al., 2009Bhawana et al., 2011Jaiswal and Mishra, 2018
Listeria innocuaInhibition de la croissancede Oliveira et al., 2018
Escherichia coliInhibition de la croissance Inhibition de la
formation de biofilm
Wang et al., 2009Bhawana et al., 2011Jaiswal and Mishra, 2018
Salmonella enteritica sérotype TyphimuriumInhibition de la croissanceTønnesen et al., 1987 ; Dahl et al., 1989
Helicobacter pyloriInhibition de la croissanceDe et al., 2009
Pseudomonas aeruginosaInhibition de la croissance Inhibition de la
formation de biofilm
Bhawana et al., 2011Krausz et al., 2015Jaiswal and Mishra, 2018
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La curcumine inhibe les staphylocoques

Le Staphylococcus aureus est connu pour être parmi les agents pathogènes les plus courants causant à la fois des infections acquises dans la communauté et à l’hôpital et il est l’agent causal le plus important des infections bactériennes de la circulation sanguine dans le monde ( Biedenbach et al., 2004 ).

Les infections à S. aureus résistant à la méthicilline (SARM), un type de Staphylococcus résistant à certains antibiotiques comme les β-lactames, sont plus difficiles à traiter. Cette résistance est basée sur l’affinité abaissée aux β-lactames des protéines de liaison à la pénicilline codées par mecA. Ainsi, les infections à SARM se caractérisent par un taux de mortalité élevé et une augmentation des coûts des soins de santé ( Cosgrove et al., 2003 ). 

Le SARM a été signalé pour la première fois en 1961, seulement 2 ans après l’introduction de la méthicilline contre S. aureus résistant à la pénicilline ( Jevons, 1961 ). Aujourd’hui, S. aureus, y compris le SARM, est endémique et parmi les pathogènes les plus meurtriers ( Klevens et al., 2007 ).

L’activité de la curcumine contre les staphylocoques a été évaluée dans plusieurs études. Les données in vitro ont révélé une activité antimicrobienne de la curcumine contre le SARM et S. aureus sensibles à la méthicilline (MSSA), avec des concentrations minimales inhibitrices (CMI) déterminées dans la gamme microlaire ( Tajbakhsh et al., 2008 ; Mun et al., 2013 ; Teow et Ali, 2015 ; Jaiswal et Mishra, 2018 ). 

De plus, un effet synergique de la curcumine et de différents antibiotiques (oxacilline, ampicilline, ciprofloxacine, gentamicine, amikacine, polymyxine B et norfloxacine) a été détecté de manière dépendante de la souche, alors qu’aucun effet antagoniste n’a été observé ( Mun et al., 2013 ;Teow et Ali, 2015 ; Betts et al., 2016 ). 

Les effets synergiques peuvent éventuellement se produire en raison de la capacité de la curcumine à se lier aux enzymes bactériennes, réduisant la lyse et l’hydrolyse des antibiotiques ( Zhou et al., 2011 ; Teow et Ali, 2015 ).

La curcumine est connue pour être une molécule relativement instable avec une taille de particules de 500 à 800 nm, altérant l’absorption cellulaire et entraînant une faible biodisponibilité ( Wang et al., 2009 ; Bhawana et al., 2011 ). 

Diverses méthodes pour améliorer sa stabilité et sa biodisponibilité ont été étudiées. Wang et ses collègues ont utilisé une technique de capsulation pour stabiliser la curcumine. 

Ils ont décrit une CMI de curcumine microencapsulée de 62,5 μg / ml contre S. aureus , ce qui est beaucoup plus faible que la curcumine pure ( Wang et al., 2009). 

Une autre approche est la construction de nanoparticules chargées de curcumine. 

Plus récemment, Jaiswal et Mishra ont comparé les CMI de la curcumine et des nanoparticules de curcumine-argent, révélant que le traitement avec des nanoparticules de curcumine-argent était plus efficace contre S.aureus (CMI = 5 μg / ml) ( Jaiswal et Mishra, 2018 ). 

Il a déjà été démontré que la nanocurcumine a une activité antimicrobienne plus forte en raison d’une taille de particules réduite de 2 à 40 nm et d’une solubilité accrue dans l’eau ( Bhawana et al., 2011 ). En conséquence, Bhawana et al. (2011) ont révélé une CMI de 150 mg / L de curcumine pure dans le DMSO et une CMI de 100 mg / L de nanocurcumine dans l’eau contre S. aureus . 

Dans leur étude in vitro, les nanoparticules de curcumine ont montré des effets antimicrobiens contre le SARM après 8 h. La quantification des unités formant colonie a montré une réduction de 97% du SARM viable. De plus, dans un modèle d’infection cutanée in vivo , Krausz et ses collègues ont étudié l’efficacité antibactérienne des nanoparticules encapsulées de curcumine contre le SARM. Ils ont déclaré que ces nanoparticules réduisent la charge bactérienne et améliorent la cicatrisation des plaies chez la souris ( Krausz et al., 2015 ).

La thérapie photodynamique s’est avérée être une thérapie alternative prometteuse des infections par des agents pathogènes résistants et a été largement étudiée dans le contexte de la formation d’un biofilm bactérien. 

En 2013, l’effet phototoxique de la curcumine contre le SARM et le MSSA a été évalué dans une étude in vitro ( Ribeiro et al., 2013 ). La lumière LED bleue en combinaison avec la curcumine a entraîné une élimination totale du MSSA lorsque la curcumine a été appliquée à des concentrations de 5, 10 et 20 μM, tandis que des doses plus faibles ont entraîné une diminution de la viabilité bactérienne dépendante de la dose. 

En revanche, le SARM n’a été éliminé que par 20 μM de curcumine plus l’éclairage, tandis que des concentrations plus faibles ont encore réduit de manière significative la viabilité du SARM. Cet effet photokilling détecté in vitro de la curcumine a été validé chez la souris parYe et al. (2014) dans une étude où ils ont analysé l’effet inhibiteur des nanoparticules converties à la hausse conjuguées à la curcumine (UCNPs-CCM) sur la pneumonie induite par le SARM. 

L’UCNPs-CCM a amélioré la stabilité et la biodisponibilité de la curcumine, garantissant de meilleurs effets in vivo et entraînant une diminution significative du nombre de bactéries dans les poumons des souris traitées avec UCNPs-CCM plus l’irradiation. 

Les auteurs ont expliqué cela par le fait qu’après l’irradiation, les UCNPs-CCM conduisent à la production de ROS, détruisant la membrane cellulaire bactérienne.

Park et al. (2005) ont signalé une activité inhibitrice de la curcumine contre la sortase A, qui est une protéine de surface bactérienne ancrant la transpeptidase. Ils ont étudié l’activité de la curcumine et d’autres curcuminoïdes contre S.aureus et détecté une CI 50 de 13,8 μg / ml de curcumine contre la sortase A, la curcumine étant l’inhibiteur le plus puissant parmi les curcuminoïdes testés. 

Cependant, aucun effet inhibiteur de la curcumine contre la croissance bactérienne avec une CMI> 200 μg / ml contre S. aureus n’a été observé. 

L’inhibition de la sortase A conduit à une réduction de la pathogenèse comme indiqué pour l’arthrite murine. Les souches bactériennes dépourvues de sortase A sont altérées dans leur capacité à provoquer des infections aiguës ( Mazmanian et al., 2000 ;Jonsson et al., 2003 ). Les agents ciblant la sortase A n’affectent donc pas la viabilité microbienne mais la pathogénicité ( Park et al., 2005 ).

De plus, la diéacétylcurcumine, un dérivé synthétique de la curcumine dans laquelle deux groupes hydroxyle phénoliques sont remplacés par des groupes acétyle, s’est avérée efficace contre l’adhésion au SARM et au MSSA ainsi que contre le biofilm mature ( Sardi et al., 2017 ).

Le Staphylococcus epidermidis est un commensal cutané. Sa capacité à former un biofilm sur des dispositifs médicaux à demeure fait de S. epidermidis un pathogène nosocomial important. 

De multiples résistances médicamenteuses chez S. epidermidis se sont propagées au cours des dernières années et le besoin de nouveaux agents à activité antimicrobienne a augmenté. 

Il a été démontré que la curcumine abroge la croissance de S. epidermidis avec des CMI de 10,5 à 46,9 μg / ml ( Tajbakhsh et al., 2008 ; Liu et Huang, 2012 ). Il a également été démontré que les extraits aqueux des racines de Curcuma longa agissent comme antibactériens ( Niamsa et Sittiwet, 2009 ). 

L’Activité phototoxique des nanoporteurs de curcumine contre S. epidermidis, les biofilms et les suspensions ont été documentés par Hegge et al. (2012) : 10 μM de curcumine combinée à de la lumière ont réduit à zéro les cellules viables en suspension. 

Les auteurs ont également montré qu’une solution fraîche de curcumine sursaturée avec de la lumière et sans nanosupport tue toutes les cellules bactériennes ( Hegge et al., 2012 ).

Même si l’effet de la curcumine contre les staphylocoques semble prometteur, il a été démontré que la présence d’albumine sérique humaine entrave l’activité antibactérienne des molécules en la liant; empêchant ainsi les molécules de traverser la membrane bactérienne ( Teow et Ali, 2017 ). 

Des études ou des tests in vivo utilisant du plasma humain ou du sang total sont donc nécessaires pour valider l’activité de la curcumine contre les infections à staphylocoques chez les patients.

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La curcumine inhibe les streptocoques

Les espèces de streptocoques sont fréquemment à l’origine de la méningite, de la pneumonie et de l’endocardite. S. mutans est connu pour sa capacité à former des biofilms dans des niches orales ( Wen et Burne, 2002 ). Cependant, il existe également des espèces de streptocoques non pathogènes qui appartiennent au microbiome humain.

Song et al. (2012) ont décrit une activité de suppression de la curcumine contre l’adhésion de S. mutans à la surface des dents humaines. Ils ont en outre défini une CMI de 128 μg / ml contre S. mutans , des concentrations inférieures à la CMI ont diminué l’adhérence sur les deux surfaces en verre ainsi que sur la dent humaine. 

Sur la base de leurs résultats, les auteurs ont suggéré l’utilisation de la curcumine comme agent antimicrobien d’origine alimentaire. Aussi Li et al. (2018) ont trouvé une réduction du biofilm de S. mutans avec une production de polysaccharides extracellulaires inférieure après traitement à la curcumine dans un habitat oral. 

En plus de la curcumine pure, certaines études ont également étudié les nanoparticules de polysaccharide chargées de curcumine sur leurs activités antibiofilm contre S. mutansdans un modèle dentaire. 

Ici, les nanoparticules de chitosane se sont révélées être la forme la plus efficace avec une réduction de plus de 75% de la CMI par rapport à la curcumine libre ( Maghsoudi et al., 2017 ). De plus, la curcumine-PDT s’est avérée efficace contre S. mutans in vitro ( Lee et al., 2017 ).

La sortase A, qui s’est révélée inhibée par la curcumine chez S. aureus ( Park et al., 2005 ), est également une enzyme pertinente chez S. mutans , étant responsable de la fixation covalente de la principale adhésine de surface cellulaire à la cellule. mur, jouant ainsi un rôle dans la formation du biofilm. 

Curieusement, la curcumine est efficace contre l’activité de la sortase A et la formation de biofilm chez S. mutans ( Hu et al., 2013 ). 

La curcumine s’est également révélée antibiostatique contre S. pyogenes et même un effet synergique a été détecté en combinaison avec la polymyxine B ( Betts et al., 2016 ).

La curcumine inhibe d’autres bactéries à Gram positif

Outre le staphylocoque et le streptocoque , d’autres bactéries à Gram positif peuvent également être pathogènes chez l’homme. Bacillus spp. se trouvent dans le tractus gastro-intestinal humain. 

La curcumine libre et microencapsulée a montré une activité antibiostatique contre B. subtilis et B. cereus ( Rai et al., 2008 ; Wang et al., 2009 ; Bhawana et al., 2011 ; Jaiswal et Mishra, 2018 ). Bien que ces études aient trouvé différentes CMI de curcumine libre contre B. subtilis , toutes ont montré une CMI réduite lorsque des formulations de nanocurcumine ont été utilisées à la place ( Bhawana et al., 2011 ;Jaiswal et Mishra, 2018 ). 

Comme décrit pour B. subtilis , la curcumine bloque l’assemblage et la stabilité de FtsZ, un homologue procaryote de la tubuline, une protéine cytosquelettique eucaryote, orchestrant la division cellulaire ( Rai et al., 2008 ). La perturbation des fonctions FtsZ entraîne un manque de prolifération bactérienne, ce qui en fait une cible appropriée pour de nouveaux agents antimicrobiens ( Stokes et al., 2005 ; Kaur et al., 2010 ).

Une autre bactérie Gram-positive étant un agent pathogène humain est la Listeria d’ origine alimentaire . L. innocua a été analysé sur sa sensibilité à la curcumine exposée aux rayons UVA et un effet synergique a été détecté, même lorsque la curcumine a été appliquée à de faibles concentrations ( de Oliveira et al., 2018 ).

Les bactéries à Gram positif sont considérées comme moins résistantes aux molécules bioactives et à la PDT que les bactéries à Gram négatif. Cela est principalement dû à leur architecture de paroi cellulaire externe, affichant un haut degré de perméabilité pour les composés bioactifs avec des poids moléculaires jusqu’à 60 000 g / mol, tels que la curcumine ( Jori et al., 2006 ). 

Ainsi, les bactéries à Gram négatif sont censées être plus résistantes à la fois au traitement à la curcumine et à la PDT car la membrane externe peut agir comme une barrière pour les molécules ( de Oliveira et al., 2018 ).

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La curcumine inhibe les bactéries à Gram négatif

Les bactéries à Gram négatif sont un grand groupe de micro-organismes, dont certains peuvent provoquer des infections chez l’homme. L’organisme modèle des bactéries à Gram négatif est Escherichia coli .

La toxine Shiga (Stx) ou E. coli productrice de toxine de type Stx est connue pour être un important pathogène d’origine alimentaire, provoquant un syndrome hémolytique et urémique. 

En 2011, E. coli entérohémorragique producteur de Stx (EHEC; sérotype O104: H4) a provoqué une éclosion en Allemagne touchant 3816 patients ( Frank et al., 2011 ). Diverses études ont démontré que la curcumine est active contre E. coli et la formation de ses biofilms, tandis que les deux effets sont renforcés par les nanoparticules de curcumine ( Wang et al., 2009 ; Bhawana et al., 2011 ;Jaiswal et Mishra, 2018 ). 

L’activité des substances contre E. coli pourrait être due à la fermeture par la curcumine de la réponse aux dommages à l’ADN, également connue sous le nom de réponse SOS, un système complexe de gènes activés, par exemple, lors d’une mutagenèse induite par les UV ( Oda, 1995 ). 

Un autre processus responsable est la liaison de la curcumine à la protéine bactérienne FtsZ, diminuant la prolifération cellulaire, un effet démontré pour B. subtilis ainsi que pour E. coli ( Kaur et al., 2010 ). En plus d’agir directement antibactérien, des effets phototoxiques de la curcumine ont été détectés contre E. coli et le sérotype Typhimurium de Salmonella enterica dès les années 1980 ( Tønnesen et al., 1987Dahl et al., 1989 ). 

Plus récemment, de Oliveira et al. (2018) ont également observé un effet antibactérien de la curcumine exposée aux rayons UVA contre E. coli O157: H7, un mécanisme qui pourrait être utilisé pour réduire la contamination croisée entre l’eau de lavage et les produits frais.

L’Helicobacter pylori est une autre espèce importante de bactéries à Gram négatif , caractérisée par sa capacité à établir des infections dans l’estomac humain et à y persister pendant plusieurs années. 

Plus de la moitié des personnes dans le monde sont porteuses de H. pylori , provoquant une ulcère gastroduodénal, une gastrite et un cancer gastrique ( Covacci et al., 1999 ). 

En raison de l’émergence de H. pylori résistant aux antibiotiques , le besoin d’agents thérapeutiques alternatifs est élevé. La curcumine s’est avérée très efficace contre les infections à H. pylori in vivo et in vitro ( Mahady et al., 2002 ; De et al., 2009 ).De et al. (2009) ont montré une éradication complète de l’ infection à H. pylori dans un modèle murin et ont même rapporté une restauration des dommages gastriques induits par H. pylori .

En outre le Pseudomonas aeruginosa , un exemple éminent d’un organisme souvent multirésistante, est un représentant bactérie Gram négatif. Avec sa capacité à survivre dans des conditions environnementales difficiles, par exemple dans les savons antibactériens pour les mains, il marque un gros problème en milieu hospitalier ( Lanini et al., 2011 ). 

La croissance de P. aeruginosa n’est que légèrement influencée par le traitement à la curcumine pure d’une manière dépendante de la souche ( Betts et al., 2016 ; Jaiswal et Mishra, 2018 ). 

Cet effet peut être accentué par l’agent antibiotique polymyxine B, qui à lui seul n’a pas non plus montré d’activité contre P. aeruginosa , mais en combinaison avec la curcumine, une synergie significative a été détectée (Betts et al., 2016 ). 

Contrairement à la curcumine libre, les nanoparticules de curcumine-argent présentent une forte activité contre P. aeruginosa et une activité anti-biofilm a été signalée pour la curcumine pure et les nanoparticules, avec des effets plus élevés montrés par ces derniers ( Jaiswal et Mishra, 2018 ). 

De plus, la croissance de P. aeruginosa a été fortement inhibée après incubation avec de la curcumine nano-encapsulée ( Bhawana et al., 2011 ; Krausz et al., 2015 ). Cependant, une activité plus élevée de ces nanoparticules a été détectée contre le SARM (97% d’inhibition) que contre P. aeruginosa (59% d’inhibition), ce qui indique que l’effet de la curcumine sur P. aeruginosa n’est pas si fort (Krausz et al., 2015 ). Pourtant, dans une étude sur les effets de la curcumine sur la virulence de P. aeruginosa , une CMI de 30 μg / ml a été détectée, tandis que des concentrations inférieures à la CMI entraînaient toujours une inhibition de l’initiation du biofilm ( Rudrappa et Bais, 2008 ). 

La production de facteurs de virulence sous forme de pyocyanine a été réduite et le système de détection du quorum, en particulier l’acyl homosérine lactone, a également été affecté par la curcumine. 

Dans des modèles in vivo , les auteurs ont également détecté que le composé naturel agissait de manière préventive contre les infections à P. aeruginosa de C. elegans : la survie des nématodes a augmenté à 28% par rapport à 0% pour les vers non traités.

Le pathogène nosocomial émergent Stenotrophomonas maltophilia est intrinsèquement résistant aux β-lactames et à d’autres antibiotiques à large spectre ( Brooke, 2012 ). L’activité de la curcumine contre S. maltophilia a été démontrée dans deux études in vitro ( Betts et al., 2016 ; Yu et al., 2016 ). Comme pour P. aeruginosa , des effets synergiques en association avec la polymyxine B ont été observés ( Betts et al., 2016 ).

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Activités antifongiques de la curcumine

Des millions d’espèces fongiques peuvent être trouvées dans le monde, mais seules quelques-unes sont des agents pathogènes humains ( Köhler et al., 2014 ; Hawksworth et Lücking, 2017 ). 

Pourtant, les infections fongiques de la peau et des muqueuses sont courantes, bien que la plupart d’entre elles soient inoffensives lorsqu’elles sont traitées. 

Cependant, en particulier les individus immunodéprimés, tels que les patients infectés par le VIH, cancéreux ou transplantés d’organes, risquent de développer des formes graves d’infections. 

Comme avec la médecine moderne, le nombre de personnes immunodéprimées augmente, des maladies fongiques émergent et certaines évoluent d’une maladie rare à une cause principale de maladie, comme cela a été observé, par exemple pour la méningite cryptococcique lors de l’épidémie de VIH en Afrique ( Warkentien et Crum-Cianflone, 2010). 

De plus, le réchauffement climatique pourrait contribuer à augmenter la prévalence des infections fongiques, car l’aire de répartition géographique des espèces pathogènes augmente et elles pourraient s’adapter à des températures plus élevées, favorisant leur croissance à la température corporelle ( Garcia-Solache et Casadevall, 2010 ).

Il existe différents types de médicaments disponibles pour traiter un certain nombre de maladies fongiques, parmi lesquels l’amphotéricine B, les triazoles et les échinocandines ( Pappas et al., 2016 ). 

Même s’ils sont efficaces, des effets secondaires graves peuvent survenir et l’émergence d’une résistance aux médicaments a été observée ( Klotz et al., 2016 ; Seufert et al., 2018 ). 

De nouveaux médicaments sont nécessaires, en particulier des versions rentables à utiliser dans les pays en développement à ressources limitées. 

Le curcuma est utilisé comme conservateur alimentaire depuis des siècles et la curcumine est connue pour abroger la production de toxines fongiques ( Ferreira et al., 2013). 

Par conséquent, de nombreuses études ont démontré un effet antifongique des extraits de curcuma et de curcumine. Dans ce chapitre, nous récapitulerons les connaissances actuelles sur le potentiel de la curcumine à restreindre les champignons pathogènes humains les plus courants. Ces résultats sont également résumés dans le tableau 3 .

Tableau 3

Activité antifongique de la curcumine.

ChampignonsActivité antifongiqueRéférences
Candida spp.Inhibition de la croissance Inhibition de l’
adhésion Inhibition de l’
expression des gènes
Déclenchement de l’apoptose précoce
Martins et al., 2009Shahzad et al., 2014
Sharma et al., 2010b2012
Cryptococcus spp.Inhibition de la croissanceHu et al., 2017
Aspergillus spp.Inhibition de la croissance Inhibition de la
production d’aflatoxine
Al-Asmari et al., 2017
Ferreira et al., 2013
DermatophytesInhibition de la croissanceBrasch et al., 2017 , 2018

La curcumine inhibe Candida spp.

Candida spp., Un genre de levure, est un champignon commensal habituellement trouvé sur la peau et sur la muqueuse du tractus gastro-intestinal et de la bouche. C’est la cause la plus fréquente d’infections fongiques chez l’homme, car elle peut provoquer des infections opportunistes appelées candidose. 

Cela peut affecter différentes parties du corps, mais les formes les plus fréquentes sont la candidose oropharyngée ou vulvo-vaginale. La Candida spp. peut devenir invasif et entraîner des infections systémiques du sang, une candidémie ou une candidose tissulaire profonde. 

C’est toujours la maladie fongique la plus courante chez les patients hospitalisés dans le monde développé, causant plus de 50 000 décès par an ( Kullberg et Arendrup, 2015 ).

Une condition préalable à la candidose est l’adhésion de Candida à la surface des cellules humaines. Curieusement, la curcumine s’est avérée bloquer l’adhésion de Candida spp. aux cellules épithéliales buccales ( Martins et al., 2009 ) et au développement de biofilms de C. albicans en régulant à la baisse l’adhésine et les gènes associés à la filamentation ( Shahzad et al., 2014 ). 

En général, la curcumine présente une activité antifongique contre les formes planctoniques des souches standard et au moins 10 souches cliniques de Candida ( Neelofar et al., 2011 ). Sharma et al. (2010b , 2012) ont expliqué cela par des modifications induites par la curcumine de la composition lipidique de la membrane fongique, qui conduisent finalement à la production de ROS, déclenchant une apoptose précoce. 

De plus, Kumar et al. (2014) ont montré que la curcumine régule à la baisse les gènes de la voie d’intégrité de la paroi cellulaire, causant des dommages à la paroi cellulaire et une perméabilisation des membranes chez C. albicans .

Lors de l’infection, la candidose due à C. albicans est souvent traitée avec le médicament antifongique fluconazole ( Pappas et al., 2016 ). Plusieurs études ont montré que la curcumine est beaucoup plus puissante que le fluconazole ( Martins et al., 2009 ), agit en synergie avec le médicament ( Sharma et al., 2010a ) et lui redonne même une sensibilité dans des isolats cliniques résistants de C. albicans ( Garcia-Gomes et al., 2012 ). 

Cela pourrait être dû à la capacité de la curcumine à moduler l’activité des transporteurs ABC et MDR, ce qui facilite l’efflux actif de plusieurs médicaments dans des souches résistantes ( Sharma et al., 2009 ; Garcia-Gomes et al., 2012 ).

En raison du développement de la résistance aux médicaments, des options thérapeutiques alternatives sont nécessaires. Dans ce contexte, plusieurs études ont examiné le potentiel de la curcumine en tant que sensibilisateur pour l’inactivation photodynamique des champignons et ont constaté que, in vitro , elle inactivait ou au moins inhibait la croissance de différentes souches et isolats de Candida ( Dovigo et al., 2011 ; Andrade et al ., 2013 ; Sanitá et al., 2018 ). 

Dovigo et al. (2013) ont également utilisé la curcumine comme photosensibilisateur dans un modèle murin de candidose buccale, où elle a considérablement réduit le nombre de colonies. 

L’activité photosensibilisante de la curcumine pourrait s’expliquer par un effet génotoxique, car le composé semble empêcher la réparation des dommages à l’ADN causés par la lumière (Carmello et al., 2015 ), similaire à celui observé pour E. coli ( Oda, 1995 ). 

Une autre option de traitement non invasive est l’application locale de formulations contenant de la curcumine. Une étude récente a utilisé une crème contenant 1,0% de curcumine pour traiter la candidose vulvo-vaginale chez un modèle de rat ( Fernandes et al., 2018 ). 

Les auteurs ont observé une réduction de la charge fongique et des infiltrations inflammatoires dues à la crème. Par conséquent, les formulations de curcumine pourraient être une alternative prometteuse pour lutter contre la candidose.

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La curcumine inhibe le Cryptococcus spp.

Le cryptocoque est une levure encapsulée répandue, et certaines de ses espèces, y compris C. neoformans , C. gattii et C. bacillispores , sont les agents responsables des infections fongiques invasives les plus courantes chez l’homme, appelées cryptococcose. 

Les infections cryptococciques touchent principalement les patients immunodéprimés et présentent des taux de mortalité et de morbidité élevés. Comme les options de traitement sont limitées et que la résistance émerge, de nouvelles options thérapeutiques sont nécessaires.

Une étude récente a révélé que chez C. neoformans , la curcumine s’accumule dans le réticulum endoplasmique, provoquant une réduction de la croissance ( Hu et al., 2017 ). 

Les auteurs ont montré que cela est probablement dû à l’activité chélatrice du fer de la curcumine. Dans cette optique , une autre étude a révélé que, chez la souris, la curcumine seule ou en association avec le fluconazole réduit considérablement les dommages pulmonaires et la charge fongique des infections à C. gattii ( da Silva et al., 2016 ). 

Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour révéler les mécanismes d’action exacts et pour montrer si la curcumine a le potentiel d’être une nouvelle option médicamenteuse pour guérir la cryptococcose.

La curcumine inhibe Aspergillus spp.

Le genre Aspergillus contient plus de 100 espèces de moisissures, dont A. fumigatus provoque les infections les plus invasives chez l’homme ( Schmitt et al., 1990 ). 

L’aspergillose est un groupe de maladies, y compris, par exemple, les infections non invasives des voies respiratoires, des oreilles ou des yeux.

Après une intervention chirurgicale majeure ou lors d’une immunosuppression, les patients développent parfois des formes d’aspergillose sévères invasives et potentiellement mortelles ( Zilberberg et al., 2018 ). 

En plus de causer des maladies, Aspergillus est connu pour contaminer les aliments mal stockés. Comme certaines souches produisent des aflatoxines, la consommation d’aliments gâtés conduit souvent à des empoisonnements, qui peuvent à leur tour provoquer des lésions hépatiques ( Probst et al., 2007 ;Yard et al., 2013).

Plusieurs études ont montré que les isolats d’ Aspergillus n’étaient pas affectés par l’huile essentielle de curcumine ( Tantaoui-Elaraki et Beraoud, 1994 ) et que la curcumine pure ne réduisait la croissance fongique qu’à des concentrations très élevées de plus de 256 mg / L ( Martins et al., 2009 ). 

Cependant, même si le composé naturel n’agit pas directement antifongique sur Aspergillus , il a été démontré qu’il réduisait la production d’aflatoxines: déjà 0,1% de curcumine a abrogé la production de la toxine dans A. flavus ( Ferreira et al., 2013 ). 

De plus, la curcumine semble avoir un effet bénéfique sur les lésions hépatiques et rénales induites par l’aflatoxine chez la souris et le poulet ( Verma et al., 2008 ; Zhang et al., 2016), probablement en réduisant le stress oxydatif induit par l’aflatoxine de manière dose-dépendante ( Wang et al., 2018 ).

Des études récentes ont également examiné la capacité de photosensibilisation de la curcumine dans la PDT des infections à Aspergillus . 

Semblable à d’autres champignons, la curcumine a considérablement inhibé la croissance des cellules et des spores d’ A. Flavus et A. niger ( Al-Asmari et al., 2017 ).

La curcumine inhibe les dermatophytes

Les dermatophytes sont un groupe de champignons composé de plus de 40 espèces des genres Microsporum , Epidermophyton et Trichophyton . Tous provoquent généralement des infections cutanées, appelées teigne ou dermatophytose, comme le pied d’athlète (tinea pedis).

Les premières études ont indiqué que les huiles de Curcuma longa L., mais pas la curcumine elle-même, agissent contre la dermatophytose causée par Trichophyton chez les cobayes ( Apisariyakul et al., 1995 ). 

En revanche, une autre étude a révélé que les huiles volatiles extraites du curcuma, constituées d’au moins 10% de curcumine, ralentissaient la croissance de 29 souches dermatophytes cliniques in vitro en utilisant une méthode de diffusion sur disque d’agar ( Wuthi-udomlert et al., 2000 ).

Des études récentes ont étudié le potentiel de la curcumine en tant que photosensibilisant dans le traitement de la dermatophytose. 

Brasch et al. (2017 , 2018) ont montré que la curcumine et la lumière visible inhibaient de manière significative la croissance dérivée des conidies et du mycélium de différentes espèces de dermatophytes pendant au moins 96 h. Ainsi, le développement d’un PDT avec de la curcumine contre la dermatophytose pourrait être une nouvelle option thérapeutique prometteuse.

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Obstacles et perspectives d’avenir de la curcumine en tant qu’agent anti-infectieux

Des essais cliniques complets ont évalué l’innocuité, la pharmacocinétique et l’efficacité de la curcumine contre différentes maladies (comme examiné, par exemple, Goel et al., 2008 ). 

Malgré son excellente tolérabilité avec une toxicité nulle ou minime, même à des doses orales élevées pouvant atteindre 12 g / jour, sa mauvaise biodisponibilité ne conduit qu’à de faibles concentrations sériques, limitant l’exploitation de ses effets thérapeutiques potentiellement précieux ( Cheng et al., 2001 ; Lao et al., 2006 ). 

La faible biodisponibilité de la curcumine peut s’expliquer par son insolubilité dans l’eau à pH neutre et par le fait qu’elle se dégrade ou cristallise respectivement dans des solutions alcalines et acides ( Tønnesen et Karlsen, 1985 ; Kharat et al., 2017). 

Dans le sang humain, la curcumine est plus stable avec une demi-vie d’environ 8 h ( Wang et al., 1997 ). Cependant, la majeure partie de la curcumine administrée par voie orale n’atteint jamais le sang, car elle est mal absorbée par l’intestin et rejetée directement à nouveau ( Holder et al., 1978 ; Wahlström et Blennow, 1978 ). 

De plus, la curcumine absorbée dans le sang est rapidement métabolisée, conjuguée dans le foie et excrétée dans les fèces ( Holder et al., 1978 ; Ravindranath et Chandrasekhara, 1981-1982 ), elle a donc une biodisponibilité systémique limitée.

Pour surmonter ces inconvénients, plusieurs approches à base de nanoparticules ont été développées. En général, il existe deux nanoformes proposées pour la curcumine: les nanocristaux et les nanoporteurs. 

Les nanocristaux sont des particules de taille nanométrique, qui ont été conçues comme un outil pharmacologique pour les médicaments à solubilité limitée. 

En raison de leur petite taille, la surface et la solubilité des molécules sont augmentées, conduisant à une vitesse de dissolution et une biodisponibilité améliorées, comme par exemple, pour la curcumine combinée avec différents agents stabilisants ( Rachmawati et al., 2013). 

Cependant, les nanocristaux ne résolvent pas les problèmes de dégradation pré-systémique et de métabolisme systémique rapide de la curcumine. 

Ainsi, différents systèmes de nanoporteurs encapsulant le composé naturel ont été développés. Ceux-ci incluent, entre autres, la curcumine incorporée dans des nanoparticules ou nanovésicules polymères telles que des liposomes ou des micelles; des formulations à base de matrice telles que des hydrogels et des nanoémulsions. 

À titre d’exemple, certains systèmes nanoporteurs-curcumine sont représentés sur la figure 2 . Leurs avantages par rapport à la curcumine pure sont présentés dans le tableau 4

Les systèmes de nanoporteurs chargés de curcumine présentent non seulement une solubilité, une absorption et une biodisponibilité améliorées par rapport à la substance pure, mais ils la protègent également de la dégradation externe et interne ou du métabolisme précoce. 

Mais malgré cela, après leur entrée dans le corps, les porteurs sont rapidement absorbés par le foie et la rate, ce qui entraîne un temps de circulation relativement court. 

De plus, par exemple, les nanoémulsions contiennent également plusieurs tensioactifs, ce qui peut entraîner une toxicité. Cependant, en raison du grand avantage potentiel de la thérapie, le développement et le raffinage de formulations de curcumine-nanosupport pour le traitement de diverses maladies sont toujours en cours.

FIGURE 2
Systèmes nanoporteurs encapsulant la curcumine. 
Différentes stratégies de nanoformulation ont été signalées pour améliorer la biodisponibilité et l’efficacité thérapeutique de la curcumine en fonction de leur composition chimique.

Tableau 4

Formulations de curcumine pour améliorer sa biodisponibilité.

FormulationEffetRéférences
Nanoparticule de polymèreStabilité et solubilité améliorées, effet antibactérien amélioréPietra et al., 2017Trigo Gutierrez et al., 2017
LiposomeAugmentation de la biodisponibilitéChen et al., 2009
MicelleSolubilité et activité antibactérienneLiu et Huang, 2012
DendrimèreAmélioration de la solubilitéFalconieri et al., 2016
NanogelAmélioration de la solubilité et de la biodisponibilitéReeves et al., 2015
Nanoparticule métalliqueStabilité et solubilité amélioréesSindhu et al., 2014
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En conclusion

Nombreux in vitro et in vivodes études ont montré que la curcumine est active contre différents virus, bactéries et champignons, y compris même des souches hautement pathogènes, émergentes et multirésistantes. 

Le mécanisme sous-jacent semble être complexe et différer d’un organisme à l’autre, il n’a donc pas toujours été élucidé. Comme la curcumine n’est pas toxique même à des doses orales élevées et comme elle est déjà approuvée et largement utilisée dans l’industrie alimentaire, son activité anti-infectieuse à large spectre en fait un candidat médicament prometteur. 

Malheureusement, la mauvaise solubilité de la molécule, sa faible biodisponibilité et son métabolisme rapide entravent son utilisation en milieu clinique et n’ont entraîné aucun effet thérapeutique observable dans de nombreux essais cliniques. 

Cependant, il convient de garder à l’esprit que la plupart des essais cliniques analysaient les applications systémiques de la curcumine et étaient axés sur les aspects généraux de la sécurité ou sur le traitement du cancer; les études de l’activité systémique de la curcumine contre les maladies infectieuses chez l’homme sont largement manquantes. 

Néanmoins, l’évaluation clinique a montré que l’application topique par voie orale ou cervicale de curcumine n’avait aucun effet toxique et conduisait à la désagrégation de la plaque orale (Leite et al., 2014 ) et à une clairance accrue du VPH ( Basu et al., 2013 ; Gattoc et al., 2017 ), respectivement. 

Cela suggère qu’au moins le traitement local à la curcumine est efficace contre les bactéries et les virus chez l’homme. Le développement de formulations de curcumine dans divers systèmes de nanoporteurs pourrait aider à surmonter les obstacles rencontrés dans l’application systémique de curcumine, ouvrant la voie à de nouveaux essais cliniques (maladies infectieuses) avec le produit naturel.

En conclusion, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement le mode d’action de la curcumine et pour améliorer les formulations afin de la rendre utilisable comme médicament. Les essais cliniques montreront ensuite si son effet observé en laboratoire se maintiendra chez les patients.

Les contributions de l’auteur

DP, JB et ES ont contribué à la section antivirale. LK et JS ont contribué à la section antibactérienne et antifongique. Les RH ont contribué à la section Obstacles et perspectives futures de la curcumine en tant qu’agent anti-infectieux. Source de l’article voir ici

Références

Cliquez ici pour voir les 184 contributeurs aux recherches à propos de la curcumine

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