Maladies chroniques, inflammation et épices: comment sont-elles liées?

Maladies chroniques, inflammation et épices: comment sont-elles liées?

Ajaikumar B. Kunnumakkara, Bethsebie L. Sailo, Kishore Banik ,Choudhary Harsha ,Sahdeo Prasad ,Subash Chandra Gupta ,Alok Chandra Bharti et Bharat B. Aggarwal 

Facteurs de risque des maladies chroniques

Des recherches approfondies au cours des dernières décennies ont révélé que les principaux facteurs de risque de la plupart des maladies chroniques sont les infections, l’obésité, l’alcool, le tabac, les radiations, les polluants environnementaux et l’alimentation. 

Il est maintenant bien établi que ces facteurs induisent des maladies chroniques par induction de l’inflammation. Cependant, l’inflammation peut être aiguë ou chronique. 

L’inflammation aiguë persiste pendant une courte durée et constitue la défense de l’hôte contre les infections et les allergènes, tandis que l’inflammation chronique persiste pendant longtemps et conduit à de nombreuses maladies chroniques dont le cancer, les maladies cardiovasculaires, les maladies neurodégénératives, les maladies respiratoires, etc.

De nombreux éléments de preuve suggèrent que les facteurs de risque susmentionnés ont induit un cancer par inflammation chronique. 

Première, les facteurs de transcription NF-κB et STAT3 qui régulent l’expression des produits géniques inflammatoires se sont avérés être constitutivement actifs dans la plupart des cancers.

Deuxièmement, une inflammation chronique telle que la pancréatite, la prostatite, l’hépatite, etc. conduit à des cancers; troisièmement, l’activation de NF-κB et STAT3 conduit à la prolifération, la survie, l’invasion, l’angiogenèse et la métastase des cellules cancéreuses; quatrièmement, l’activation de NF-κB et STAT3 conduit à une résistance à la chimiothérapie et aux radiations, et l’hypoxie et les conditions acides activent ces facteurs de transcription. 

Par conséquent, le ciblage de ces voies peut offrir des possibilités de prévention et de traitement du cancer et d’autres maladies chroniques. 

Nous discuterons dans cet article du potentiel de divers agents diététiques tels que les épices et ses composants dans la suppression des voies inflammatoires et de leurs rôles dans la prévention et le traitement du cancer et d’autres maladies chroniques. 

En fait, des études épidémiologiques indiquent que l’incidence du cancer dans des pays comme l’Inde où les épices sont consommées quotidiennement est beaucoup plus faible (94/100 000) que dans ceux où les épices ne sont pas consommées comme aux États-Unis (318/100 000), ce qui suggère le rôle potentiel de épices dans la prévention du cancer.

Contexte

Les maladies chroniques, également appelées maladies non transmissibles qui incluent la maladie d’Alzheimer, l’arthrite, le cancer, les maladies cardiovasculaires (MCV), le diabète et la maladie de Parkinson, restent la principale cause de décès et d’invalidité dans le monde [ 2 , 3 ]. 

Les principaux facteurs de risque associés à ces maladies sont un mode de vie malsain, y compris le manque d’activité physique, une mauvaise alimentation, le stress, une consommation excessive de tabac et d’alcool, l’exposition aux radiations et l’infection par des micro-organismes pathogènes.

Il est désormais bien établi que ces agents induisent une inflammation et un dérèglement des voies inflammatoires, qui conduisent au développement de maladies chroniques.

L’inflammation, qui signifie «mettre le feu», est la réponse naturelle d’un corps contre les agents pathogènes et les stimuli nocifs qui se produit en deux étapes, à savoir l’inflammation aiguë et chronique [ 4 ]. 

L’inflammation aiguë fait partie de l’immunité innée initiée par les cellules immunitaires qui ne persiste que pendant une courte période. Cependant, si l’inflammation persiste, la deuxième étape de l’inflammation appelée inflammation chronique commence, ce qui provoque divers types de maladies chroniques, notamment l’arthrite, le cancer, les maladies cardiovasculaires, le diabète et les maladies neurologiques via une dérégulation de diverses voies de signalisation telles que le facteur nucléaire kappa-B (NF-κB), transducteur de signal et activateur de transcription 3 (STAT3) etc. [ 5]. 

Par conséquent, cibler les voies inflammatoires a un fort potentiel pour prévenir et éradiquer ces maladies mortelles [ 1 ]. Cependant, la plupart des médicaments développés jusqu’à aujourd’hui pour le traitement des maladies chroniques sont très coûteux et associés à des effets secondaires indésirables. Par conséquent, il est urgent de développer des agents nouveaux, sûrs, abordables et très efficaces pour la gestion de ces maladies.

De nombreuses preuves suggèrent qu’une alimentation riche en agents à base de plantes, y compris les épices, a la capacité de prévenir la plupart des maladies chroniques. 

Les premières preuves de l’utilisation des épices par les humains remontent à 5000 avant JC, et jusqu’à aujourd’hui leurs activités biologiques ont été largement étudiées [ ]. 

«Spice» vient du mot latin « espèce» , qui signifie une marchandise ayant une distinction ou une valeur particulière [ 7]. 

Les épices ont été largement utilisées depuis l’Antiquité comme remède, agent colorant, agent aromatisant et conservateur. 

Par la suite, d’énormes études ont montré que les nutraceutiques dérivés d’épices telles que le clou de girofle, la coriandre, l’ail, le gingembre, l’oignon, le poivre, le curcuma, etc., préviennent et guérissent remarquablement diverses maladies chroniques en ciblant les voies inflammatoires [ 8 ]. 

Cet article met l’accent sur l’association entre l’inflammation et les maladies chroniques et les avantages des épices pour éviter ces problèmes de santé majeurs mondiaux.

Voies moléculaires liées à l’inflammation

Comme mentionné ci-dessus, l’inflammation est essentiellement une réponse immunitaire à une infection ou à une blessure dans le corps qui aide à maintenir l’homéostasie des tissus dans des conditions stressantes [ 9 ]. 

Finalement, il a été découvert que les facteurs de transcription tels que NF-κB et STAT3, les enzymes inflammatoires telles que la cyclooxygénase-2 (COX-2), la métalloprotéinase-9 matricielle (MMP-9) et les cytokines inflammatoires telles que le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF -α), les interleukines (IL) telles que l’IL-1, -6, -8 et les chimiokines sont les principaux médiateurs moléculaires de cette réponse. 

Parmi ces médiateurs, le facteur de transcription omniprésent NF-κB est le médiateur clé de l’inflammation car il régule de grands réseaux de gènes codant pour les cytokines, les récepteurs des cytokines et les molécules d’adhésion cellulaire qui sont impliquées dans le déclenchement de l’inflammation [ 10 , 11]. 

Dans des conditions normales, NF-κB existe dans le cytoplasme sous la forme d’un hétérotrimère qui comprend la sous-unité p50, p65 et la sous-unité inhibitrice IκBα. 

Lors de l’activation par certains stimuli inflammatoires, cytokines, carcinogènes, radicaux libres, promoteurs de tumeurs, lumière UV, rayons γ et rayons X, les sous-unités p50 et p65 se transloquent dans le noyau, se lient à la région des promoteurs de divers gènes, et activer plus de 400 gènes impliqués dans l’inflammation et d’autres maladies chroniques [ 12 ].

Tableau 1 Épices et leurs principaux composants

L’activation de NF-κB est également connue pour déclencher la prolifération des cellules cancéreuses, la survie, l’invasion, l’angiogenèse, les métastases, la chimiorésistance et la résistance aux radiations.

NF-κB régule l’expression de médiateurs inflammatoires tels que la COX-2, l’oxyde nitrique synthase inductible (iNOS), le TNF-α et les interleukines [ 11]. 

La surexpression de la cytokine, TNF-α, la cytokine pro-inflammatoire la plus puissante découverte à ce jour, peut conduire à diverses maladies chroniques, y compris le cancer, via l’activation de NF-κB. Par conséquent, les inhibiteurs du TNF-α ont un potentiel élevé pour la prévention et la gestion des maladies chroniques et le marché mondial des anti-TNF-α est d’environ 20 milliards de dollars. 

Cependant, la plupart de ces bloqueurs qui ont été approuvés pour le traitement des maladies chroniques sont très coûteux et ont de nombreux effets secondaires indésirables. 

Les interleukines sont un groupe de cytokines qui sont libérées par les macrophages. Les interleukines telles que l’IL-1β, l’IL-6 et l’IL-8 jouent également un rôle central dans l’induction de la réponse inflammatoire [ 10]. 

La régulation à la hausse de COX-2, iNOS et l’expression aberrante du TNF-α et de l’IL-1, de l’IL-6 et de l’IL-8 jouent un rôle important dans le stress oxydatif qui conduit à l’inflammation [ 5 ].

L’IL-6 est une cytokine clé dépendante de NF- κ B qui induit l’activation de STAT3. STAT3 est une protéine cytoplasmique qui agit comme un facteur de transcription et induit plusieurs types de réponses immunitaires et inflammatoires. 

L’activation de STAT3 implique la phosphorylation de la tyrosine, l’homodimérisation, la translocation nucléaire où elle se lie à l’ADN et régule la transcription génique [ 6 , 13 ] (Fig. 1 ). 

Les protéines kinases telles que les kinases activées par Janus (JAK) 1, 2 et 3 se sont avérées phosphoryler STAT3 et induire sa translocation nucléaire [ 6 ].

Outre ceux-ci, d’autres facteurs de transcription tels que la protéine activatrice-1 (AP-1), le facteur inductible par l’hypoxie-1α (HIF-1α), le facteur nucléaire des cellules T activées (NFAT) et le facteur nucléaire érythroïde 2 lié au facteur 2 (Nrf2 ) sont également modulés par les cytokines inflammatoires et jouent une fonction cruciale pour la médiation des réponses cellulaires au stress. 

La famille des protéines kinases activées par des mitogènes (MAPK), constituée de trois voies différentes de protéines kinases activées par le stress, à savoir p38, JNK et ERK, s’est avérée moduler le niveau d’IL-5 et d’autres cytokines pendant l’inflammation. 

Par conséquent, la voie MAPK peut également être utilisée comme cible moléculaire potentielle pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques [ 14 ] (Fig. 1 ).

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