Caractérisation du potentiel d'inhibition de l'enzyme CYP3A4 de flavonoïdes sélectionnés Partie 1

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Résumé:L'acacétine, l'apigénine, la chrysine et la pinocembrine sont des aglycones flavonoïdes présents dans des aliments tels que le persil, le miel, le céleri et le thé à la camomille. Les flavonoïdes peuvent agir comme substrats et inhibiteurs de l'enzyme CYP3A4, une enzyme contenant de l'hème responsable du métabolisme d'un tiers des médicaments sur le marché. Le but de cette étude était d'étudier l'effet inhibiteur de flavonoïdes sélectionnés sur l'enzyme CYP3A4, la cinétique d'inhibition, la liaison covalente possible de l'inhibiteur à l'enzyme et si les flavonoïdes peuvent agir comme des inhibiteurs pseudo-irréversibles. Pour la détermination de la cinétique d'inhibition, l'oxydation de la nifédipine a été utilisée comme réaction marqueur. Un test d'hémo-chromopyridine a été utilisé pour évaluer la liaison covalente possible à l'hème, et une incubation avec dialyse a été utilisée afin d'évaluer la réversibilité de l'inhibition. Tous les flavonoïdes testés ont inhibé l'activité enzymatique CYP3A4. La chrysine était l'inhibiteur le plus puissant∶ IC{{10}}.5±0.6 μM, K ;=2.4± 1.{{20 }} uM,k ; mact =0.07 ±0.01 min-1, kmad/K ;=0.03 min-1 μM-1. La chrysine a provoqué la réduction la plus élevée de l'hème (concentration résiduelle de 94,5 ± 0,5 %). Aucun des flavonoïdes testés n'a montré d'inhibition pseudo-irréversible. Bien que l'inactivation de l'enzyme CYP3A4 soit causée par une interaction avec l'hème, les adduits inhibiteur-hème n'ont pas pu être piégés. Ces résultats indiquent que les flavonoïdes ont le potentiel d'inhiber l'enzyme CYP3A4 et d'interagir avec d'autres médicaments et médicaments. Cependant, les éventuelles interactions aliments-médicaments doivent être évaluées cliniquement.

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Mots clés: acacétine; l'apigénine;chrysine; pinocembrine; inhibition; CYP3A4;flavonoïde-interaction médicamenteuse

1. Introduction

La nourriture est directement liée à la santé et au bien-être général des humains. Les flavonoïdes sont des métabolites végétaux secondaires consommés par les légumes, les fruits, les thés, les vins, la propolis, les plantes médicinales, etc. Ces composés contribuent aux caractéristiques organoleptiques des aliments (par exemple, la couleur et le goût du thé et du vin) et présentent un intérêt en raison de leurs propriétés biologiques affectant la santé humaine [1,2]. En tant que nutriments non essentiels, ils ont reçu beaucoup d'attention au cours des dernières décennies. Tous les flavonoïdes ont une structure moléculaire similaire - une phénylbenzo-Y-pyrone (cycles A, B et C) - à laquelle sont liés des groupes hydroxyle, et ces groupes hydroxyle peuvent être méthylés et glycosylés [3]. Sur la base de différents auteurs et estimations, il existe de 4000 à 8000 flavonoïdes actuellement connus qui peuvent être classés en différents sous-groupes en fonction de la structure du cycle C (tels que les flavanes, les flavanones, les flavones et les flavonols) [4]. La consommation de flavonoïdes d'origine alimentaire varie selon les sociétés et les pays : la France a un taux de consommation élevé (1193 mg/jour) versus le Royaume-Uni (182 mg/jour)[5,6].

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L'acacétine est une flavone O-méthylée que l'on pense être liée à la prévention des maladies cardiaques [7, présentant des effets anti-inflammatoires [8], anti-plasmodiaux [9] et anti-prolifératifs [10,11] sur les cellules tumorales in vitro . L'apigénine a un hydroxyle au lieu d'un groupe méthoxy dans sa structure moléculaire (Figure ).poudre d'extrait de cistancheL'apigénine est la plus abondante dans le persil - jusqu'à 45,035 ug/g dans les plantes séchées [12]. Les autres sources alimentaires d'apigénine sont la camomille, le céleri, les épinards de vigne, les artichauts et l'origan [13]. L'apigénine présente divers effets biologiques, notamment anti-oxydant [14], anti-hyperglycémiant [14] et anti-inflammatoire [15] à anti-apoptotique [16]. La chrysine est une 5,7-dihydroxy-flavone (Figure 1), un phytochimique alimentaire présent en abondance dans le miel et de nombreux extraits de plantes (propolis, passiflore bleue)]17l La chrysine est un puissant inhibiteur de l'aromatase (cytochrome P{{ 17}}Al enzyme)[18], montrant des effets anti-inflammatoires [19] et anti-oxydants [20], ainsi que la capacité d'induire l'apoptose des cellules cancéreuses in vitro [17]. La pinocembrine est une 5,7-dihydroxy-flavanone (Figure 1), que l'on trouve principalement dans les fruits, les légumes, les noix, les graines, le miel, les herbes, les épices, les fleurs, le thé et le vin rouge [{{28} }].

Globalement, la consommation de flavonoïdes et d'aliments riches en flavonoïdes est associée à des effets bénéfiques sur la santé humaine [21]. Cependant, il existe un risque potentiel que les flavonoïdes puissent provoquer des interactions avec divers médicaments. Une interaction aliment-médicament est un grave problème de sécurité qui survient lorsque l'effet pharmacologique d'un médicament est modifié par l'action d'aliments et/ou de compléments alimentaires provoquant des effets cliniques inattendus [22]. Les interactions médicamenteuses sont responsables de plus de 30 % de tous les événements indésirables liés aux médicaments [23] et d'environ 0,57 % des hospitalisations aux États-Unis d'Amérique [24]. Les flavonoïdes peuvent provoquer des interactions avec certains médicaments. L'une des façons dont les flavonoïdes provoquent des interactions consiste à inhiber les enzymes responsables du métabolisme des médicaments, telles que les enzymes du cytochrome P450 (enzymes CYP), dont la plus importante est l'enzyme CYP3A4.

L'enzyme CYP3A4 est responsable du métabolisme de 33 % des médicaments [25]. Par ailleurs, le CYP3A4 est impliqué dans le métabolisme de nombreux xénobiotiques, dont plusieurs peuvent agir comme inhibiteurs ou inducteurs de son activité. Des interactions avec d'autres médicaments utilisés en thérapie et même des interactions cliniquement significatives peuvent survenir [26]. Par exemple, l'une des interactions importantes possibles est l'utilisation de millepertuis et de contraceptifs oraux, où l'efficacité réduite des contraceptifs oraux et les grossesses qui en résultent ont été remarquées [27]. Ainsi, il est très important de savoir quels composés peuvent inhiber ou induire l'activité de l'enzyme CYP3A4.cistanche gengis khanComme il a été démontré précédemment, l'acacétine, l'apigénine, la chrysine et la pinocembrine peuvent provoquer une inhibition statistiquement significative du CYP3A4 à une concentration de 1 uM, en utilisant la testostérone comme substrat marqueur de l'activité enzymatique résiduelle [28]. Ces données suggèrent que les flavonoïdes ont le potentiel de provoquer des interactions aliments-médicaments lorsque des aliments riches en flavonoïdes (miel, propolis) sont utilisés [29]. Comme le CYP3A4 a un grand site actif, il est suggéré que tous les tests d'inhibition soient effectués en utilisant au moins deux substrats marqueurs [30]

Le but de cette étude était d'étudier la cinétique d'inhibition de l'acacétine, de l'apigénine, de la chrysine et de la pinocembrine en utilisant la nifédipine comme substrat marqueur de l'activité enzymatique du CYP3A4. De plus, le but de cette étude était d'étudier la liaison covalente possible des flavonoïdes à la partie hémique du CYP3A4, ainsi que de tester leur rôle possible dans l'inhibition pseudo-irréversible.

2. Résultats

2.1. Cinétique enzymatique

De tous les flavonoïdes testés, la chrysine était l'inhibiteur le plus puissant du CYP3A4 avec une valeur IC50 de 2,5 ± 0,6 uM (Figure 2). La pinocembrine, l'acacétine et l'apigénine avaient des valeurs IC50 de 4,3 ± 1,1, 7,5 ± 2,7 et 8,4 ± 1,1 uM, respectivement (tableau 1).

Les valeurs ICs{{0}} dépendent de la configuration expérimentale ; ainsi, une cinétique d'inhibition complète a été déterminée pour des flavonoïdes individuels en utilisant différentes concentrations de flavonoïdes incubés pendant différentes périodes de temps (vide infra). La chrysine a également montré la plus faible constante d'inhibition - K ; évaluer. Les constantes d'inhibition des flavonoïdes individuels ont été testées en utilisant la nifédipine comme substrat marqueur, et pour l'acacétine, l'apigénine, la chrysine et la pinocembrine, le K suivant ; les valeurs ont été déterminées∶12,1±5,6,20.2±12,7,2,4±1.0 et 5,1±1,6 μM, respectivement. Les constantes de taux d'inactivation correspondantes étaient : 0.10 ± 0.02 min-1, 0.11± {{34 }}.04 min-1, 0,07 ±0,01 min-1 et 0,04±0,01 min-1, respectivement. L'efficacité d'inactivation a été déterminée pour chaque flavonoïde comme le rapport de la constante de vitesse d'inactivation et de la constante d'inhibition. Parmi tous les flavonoïdes testés, la chrysine avait l'efficacité d'inhibition la plus élevée, qui était de 0,029 min-1 μM-1 （Tableau 1）.

2.2.Test d'hémochrome-pyridine

Le dosage de l'hémochrome pyridine est utilisé pour déterminer la liaison covalente des intermédiaires réactifs à la partie protoporphyrine de l'hème. Dans des conditions basiques réduites, le ferreux forme un complexe avec la pyridine. Les maxima d'absorption du complexe ont été observés à 531 nm et 570 nm. Les incubations contenant des flavonoïdes comme inhibiteurs (acacétine, apigénine, chrysine et pinocembrine) ont montré une diminution de la concentration en hème (Figure 3). Les tests ont ensuite été confirmés par une incubation supplémentaire avec de la catalase (CAT) et de la superoxyde dismutase (SOD) pour empêcher la destruction possible de l'hème par des espèces réactives de l'oxygène formées dans des cycles de cytochrome P450 non productifs. Une réduction de la concentration d'hème a également été confirmée (figure 3). L'incubation avec l'acacétine a réduit l'hème de 51,12 %, l'apigénine de 54,95 %, la chrysine de 94,5 % et la pinocembrine de 74,73 %.

Tous les flavonoïdes ont réduit la concentration d'hème dans le test avec et sans addition de SOD et de CAT. La concentration résiduelle d'hème après incubation avec de l'acacétine était de 48,88 % et, lors d'un nouveau test avec l'ajout de SOD et de CAT, elle était de 63,33 %. La concentration résiduelle d'hème après incubation avec l'apigénine était de 45,05 % et, lors de tests répétés avec l'ajout de SOD et de CAT, elle était de 55,11 %. La concentration résiduelle d'hème après incubation avec la chrysine était de 2,9 %, alors qu'après incubation avec addition de SOD et de CAT, elle était de 5,5 %. La deuxième plus grande réduction de la concentration d'hème a été observée dans les incubations avec la pinocembrine, qui étaient à 25,3 % et 35,5 %, sans et avec l'ajout de SOD et de CAT, respectivement (tableau 2).

Ces résultats indiquent que l'inactivation de l'enzyme cytochrome P450 3A4 est obtenue par la formation d'adduits d'intermédiaire flavonoïde réactif avec la partie hème de l'enzyme. Comme les résultats ont été confirmés avec l'utilisation de CAT et de SOD, on peut conclure que la destruction de l'hème n'a pas été causée par des espèces réactives de l'oxygène générées dans des cycles non productifs du cytochrome P450.

2.3. Essai d'inhibition pseudo-irréversible

Dans le test d'inhibition pseudo-irréversible, les échantillons ont été incubés avec des flavonoïdes et traités avec un oxydant, après quoi ils ont été soumis à une dialyse. En cas d'inhibition pseudo-irréversible, l'activité enzymatique doit être récupérée. Dans les incubations avec tous les flavonoïdes testés, il y avait une inhibition significative de l'activité enzymatique après dialyse avec et sans traitement avec un oxydant (Figure 4). Dans tous les cas, la différence d'activité enzymatique résiduelle entre l'échantillon de flavonoïdes et l'échantillon d'hexacyanoferrate de potassium était statistiquement non significative (p inférieur ou égal à 0.05).

Cet article est extrait de Molecules 2021, 26, 3018. https://doi.org/10.3390/molecules26103018 https://www.mdpi.com/journal/molecules