Galactan protège les cellules de levure de la mort cellulaire apoptotique.

Pour vérifier si le galactane aanti-apoptotiquepropriétés,nous avons traité des mutants de levure déficients en gènes anti-apoptotique (fs1∆ et pep4∆) avec du galactane et les avons exposés à un inducteur d'apoptose, H2O2. Alors que la levure Fis1 est une protéine de fusion mitochondriale etempêche l'apoptose, la levure Pep4 est une aspartyl protéase vacuolaire etprotège les cellules de l'apoptose induite par l'acide acétique80,81. Le nombre d'UFC a montré une augmentation d'environ 25 à 30% de la survie des cellules pep4∆ et fs1∆ lorsqu'elles étaient traitées avec du galactane par rapport aux cellules sous stress apoptotique induit par 1 mM H2O2 (Fig. 5A). Les résultats des tests ponctuels ont également montré une concordance avec le nombre d'UFC qui a montré une meilleure survie des mutants anti-apoptotique de levure traités au galactane sous stress apoptotique (Fig. 5B). Nos résultats montrent que le galactane protège les cellules de levure de la mort cellulaire apoptotique induite par H2O2.

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Le galactane réduit la condensation de la chromatine. Dans cette étude, nous avons effectué une coloration AO/EB des cellules de levure prétraitées au galactane. Les cellules Te pep4∆ et fs1∆ avec H2O2 seul apparaissaient principalement jaune-orange par rapport à WT, et une réduction notable du nombre de cellules de couleur jaune-orange a été observée dans les cellules prétraitées avec du galactane puis exposées à H2O2. Cela montre que le nombre de cellules apoptotiques a considérablement diminué lors de la réduction de pep4∆ et de la condensation de la chromatine. La coloration AO/EB est une méthode utilisée pour détecter l'apoptose dans les cellules de levure et de mammifère. L'acridine orange est un colorant perméable aux cellules qui colore facilement les acides nucléiques dans les cellules viables et non viables, tandis que le bromure d'éthidium est un colorant intercalant l'ADN qui ne pénètre que lorsque les cellules sont désintégrées ou apoptotiques ou mortes. Cette sélectivité de la coloration AO/EB permet la détection de cellules en trois phases différentes, c'est-à-dire des cellules viables avec une couleur verte uniforme dans le noyau et le cytoplasme, des cellules apoptotiques précoces avec un noyau de couleur vert vif en raison de la condensation de la chromatine qui se distingue dans le cytoplasme et tardivement cellules apoptotiques qui présentent une couleur jaune à orange/rouge vif en raison de l'entrée de bromure d'éthidium dans les cellules50,51.

Galactane réduit la fragmentation nucléaire.

Les levures WT et les mutants déficients en anti-apoptose (pep4∆ et fs1∆) prétraités avec ou sans galactane ont été exposés à H2O2 et soumis à une coloration au DAPI. Les cellules mutantes déficientes en anti-apoptose de levure prétraitées avec du galactane ont montré une fragmentation nucléaire moindre et une faible intensité de DAPI, tandis que celles sans prétraitement au galactane ont montré une fluorescence significativement plus élevée et une fragmentation nucléaire accrue (Fig. 5D) 52 . Cela indique que le galactane peut efficacement atténuer la fragmentation nucléaire induite par le stress oxydatif conduisant à la désintégration cellulaire. Auparavant, il a été montré chez des souris transgéniques que Bifidobacterium breve réduit les caractéristiques apoptotiques telles que l'excrétion cellulaire dans les cellules épithéliales intestinales qui est médiée par l'EPS présent à la surface du terme Bifdobac. Le rapport montre une réduction dose-dépendante significative de l'excrétion cellulaire et des niveaux d'expression des marqueurs apoptotiques. Bifidobacterium EPS a protégé les cellules de la mort cellulaire apoptotique en modulant les voies de signalisation apoptotiques intrinsèques et extrinsèques 82. Nos résultats, en accord avec les résultats précédents, indiquent que le galactane EPS protège les mutants pep4∆ et fs1∆ anti-apoptotiques de levure. du stress apoptotique induit par H2O2.

Galactan étend le CLS de S. cerevisiae.

Pour évaluer l'activité anti-âge du galactane, nous avons effectué un test CLS avec des mutants WT et de levure (sod2∆, tsa1∆ et ctt1∆) avec un traitement au galactane. SOD2 est une SOD de manganèse, localisée dans la matrice mitochondriale. La suppression de SOD2 rend les cellules très sensibles au stress oxydatif et à un taux de mutation élevé car l'ADNmt est plus accessible aux ROS générés dans les mitochondries83 et est l'un des gènes associés à la durée de vie chronologique de la levure. TSA1 est une thiorédoxine peroxydase (antioxydant thiol spécifique) qui est à la fois cytoplasmique et associée aux ribosomes. TSA1 est impliqué dans la transmission de la résistance de la cellule contre le stress oxydatif induit par le peroxyde d'hydrogène et le manque de TSA1 est connu pour affecter la durée de vie des cellules de levure. Un autre mutant antioxydant ctt1∆ utilisé dans l'expérience CLS est dépourvu de CTT1, la catalase cytosolique impliquée dans la détoxification du peroxyde d'hydrogène.

La figure 6 montre l'effet du galactane sur le CLS des souches mutantes de levure dépourvues de gènes antioxydants. Alors que les cellules WT traitées avec du galactane EPS ont montré une augmentation d'environ 10% de la viabilité, sod2∆, tsa1∆ et ctt1∆ ont montré une augmentation de 15 à 20% de la viabilité (Fig. 6). Les ROS mitochondriaux entraînent la sénescence et des dommages à l'ADN nucléaire, et SOD2 est impliqué dans le nettoyage de l'accumulation de ROS dans les mitochondries. TSA1 et CTT1 sont impliqués dans la détoxification du peroxyde accumulé dans le cytoplasme qui est significativement plus élevé dans les cellules vieillissantes. Les résultats de notre test CLS indiquent que l'EPS récupère l'accumulation de ROS mitochondriales et cytoplasmiques, prévient la sénescence ou les caractéristiques de mort cellulaire et étend la CLS dans les cellules de levure dépourvues de SOD2, TSA1 et CTT154.

Le stress oxydatif cellulaire est étroitement associé au processus de vieillissement et il influence grandement l'apparition de plusieurs maladies humaines liées à l'âge telles quediabète, maladie cardiovasculaires,troubles neurodégénératifset cancers. Le stress oxydatif et l'inflammation sont deux événements liés qui jouent un rôle majeur dans la pathologie de nombreuses maladies chroniques. Des rapports récents suggèrent un lien étroit entre l'effet du microbiote intestinal sur ces troubles liés à l'âge. Le microbiome intestinal protège la muqueuse épithéliale intestinale des dommages cellulaires induits par les voies inflammatoires induites par le stress oxydatif. Le microbiote intestinal complexe interagit avec les ROS et le système de défense antioxydant, aidant à piéger les radicaux libres et à prévenir l'inflammation. et peut également réguler l'état oxydatif du système nerveux central par la production de neurotransmetteurs tels que le GABA, la dopamine et la sérotonine. Le microbiome a également une activité immunomodulatrice, empêche la colonisation extensive des microbes pathogènes et fournit une immunité contre de nombreuses infections microbiennes83. De nombreux polysaccharides microbiens ont été testés dans différents modèles et auraient un potentiel antioxydant élevé, une activité anti-inflammatoire et des fonctions de protection cellulaire mises en évidence en modulant les niveaux respectifs de biomarqueurs médiés par ces exopolysaccharides82,84. Ces molécules se sont avérées avoir un effet neuroprotecteur en prévenant les plaques amyloïdes et la mort neuronale dans des modèles expérimentaux de la maladie d'Alzheimer. En outre, il a été démontré que certains d'entre eux améliorent l'activité de la SOD, réduisent les niveaux de marqueurs neurotoxiques et inhibent la mort des neurones dopaminergiques dans des modèles expérimentaux de la maladie de Parkinson.

Leprocessus de vieillissementest marqué par une oxydation cellulaire élevée entraînant une accumulation accrue de dommages à l'ADN, un taux de mutation élevé et une diminution de la viabilité cellulaire. Il a déjà été démontré que les ROS induisent la mort cellulaire apoptotique dans les cellules de levure vieillissantes chronologiquement et que la supplémentation des cellules avec les composés naturels peut augmenter la longévité des cellules vieillissantes47,85. Nos résultats sur l'effet anti-âge exercé par le galactane EPS de W. confusa, sur les levures sod2∆, tsa1∆ et ctt1∆ montrent que le galactane EPS protège les cellules de levure des ROS induites par le vieillissement et de l'apoptose, et augmente leur viabilité. Les homologues humains de ces gènes sont impliqués dans la protection contre les maladies neurodégénératives et les cancers liés à l'âge. Nos résultats suggèrent qu'une supplémentation en galactane EPS peut sauver les cellules dépourvues de ces gènes de défense anti-oxydants de la mort cellulaire liée à l'âge et réduire le risque de développer des maladies liées à l'âge.

Conclusion

Stress oxydatifest la cause de nombreux processus indésirables à l'intérieur des cellules, ce qui entraîne diverses maladies et troubles. Galactane de W. confusa KR780676 Weissella confusa KR780676 exposé prononcépropriétés antioxydantesdans les études in vitro et in vivo. Cette étude a clairement montré que le galactane protégeait les mutants antioxydants de levure contre le stress oxydatif extracellulaire. Le galactane a également protégé les cellules mutantes déficientes en anti-apoptose du stress apoptotique à médiation oxydative, comme en témoigne la diminution de la fragmentation nucléaire. Le galactane a diminué les niveaux de ROS, prolongeant leur espérance de vie et protégeant les cellules du stress oxydatif. Dans l'ensemble, les résultats prouvent que le galactane a la capacité d'atténuer le stress oxydatif dans le milieu en piégeant les radicaux libres. Il serait intéressant de tester le potentiel antioxydant et anti-âge du galactane dans des modèles de cellules eucaryotes supérieures telles que des lignées cellulaires de mammifères ainsi que des modèles animaux. Le galactane est crédité d'une forte activité prébiotique et l'activité antioxydante peut jouer un rôle important dans la réduction du stress oxydatif dans l'intestin en plus de maintenir l'homéostasie intestinale. Avec diverses propriétés technologiques attribuées au galactane, telles que de fortes propriétés émulsifiantes, il trouverait une immense application dans l'industrie alimentaire et pharmaceutique en tant qu'ingrédient fonctionnel naturel.

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