Cytokines involvement in ciguatera fish poisoning: study of traditional remedies from the Pacific
Rôle des cytokines dans la ciguatéra : application à l'étude de remèdes traditionnels du Pacifique
Résumé
Ciguatera Fish Poisoning (CFP) is an ichtyosarcosism principally met in the tropical areas and associated with the consumption of tropical fishes contaminated with marine neurotoxins named ciguatoxins (CTXs). These polyethers polycyclic synthetized by the micro-algae of the genus Gambierdicus, specifically bind to the voltage sensitive sodium channels. However this sole mode of action cannot explain all the clinical signs observed in CFP notably the inflammatory-related symptoms. The action of two CTXs, P-CTX-1B and P-CTX-3C, and the analogue brevetoxin PbTx-3, on the modulation of inflammatory mediators, the cytokines, has been evaluated on in vitro model of murine macrophages RAW 264.7. Using quantitative PCR, the modulation of the expression of interleukin(IL-)1, IL-6, the Tumor Necrosis Factor (TNF-)alpha and the anti-inflammatory IL-10 was assessed under P-CTX-1B treatment. Moreover, whereas western medicine is essentially supportive, traditional remedies are commonly used in the Pacific with the use of numerous plants from wich some are able to reduce the CTXs effects in vitro and in vivo. The necessity of enriching the therapeutic arsenal of the CFP therapy and the involvement of inflammatory mechanisms in CFP led us to characterize the anti-inflammatory potential of four plants tradionally used in the Pacific. The effects of Cerbera manghas, Euphorbia hirta, Heliotropium foertherianum and Vitex trifolia on the kinetic of mRNA synthesis and the cytokines production were assessed on the murine macrophage stimulated by the bacterial lipopolysaccharide (LPS). Results show that E. hirta and V. trifolia present the most interesting anti-inflammatory activities, and V. trifolia was chosen for more assays. The V. trifolia extract exerts the capacity of inhibiting the pro-inflammatory IL-1β, IL-6 and TNF-α and of inducing the LPS-dependant anti-inflammatory IL-10. The aim of this project should lead to study the active principles isolated from the selected plants and the compounds of interest should be tested on animal models before validation for human purpose. Thus, new therapeutic treatments should be proposed to efficiently cure ciguatera fish poisoning. Key words: ciguatera fish poisoning, ciguatoxin, cytokine, quantitative PCR, ELISA, pathophysiology, traditional treatments, Vitex trifolia, Euphorbia hirta, Cerbera manghas, Heliotropium foertherianum.
La ciguatéra, ichtyosarcotoxisme majoritairement rencontré dans la zone intertropicale, trouve son origine dans la consommation de poissons tropicaux contaminés par des neurotoxines marines, les ciguatoxines (CTXs). Ces polyéthers polycycliques synthétisés par les micro-algues du genre Gambierdiscus, se fixent de façon privilégiée aux canaux sodiques dépendant du potentiel. Cependant, ce seul mode d'action n'explique pas tous les symptômes observés dans la ciguatéra notamment les manifestations particulières de type inflammatoire. L'effet de deux toxines ciguatérigènes, la P-CTX-1B et la P-CTX-3C, ainsi que l'activité d'un analogue, la brévétoxine PbTx-3, sur la modulation des médiateurs de l'inflammation que sont les cytokines, a été caractérisé sur un modèle d'étude in vitro de cellules de macrophages murins RAW 264.7. Le suivi de l'expression génique au moyen de techniques de PCR quantitative a révélé que la P-CTX-1B est capable d'induire les cytokines pro-inflammatoires interleukine (IL)-1β, IL-6 et le Tumor Necrosis Factor (TNF)-α, et l'anti-inflammatoire IL-10. Par ailleurs, alors que les traitements proposés par la médecine occidentale sont essentiellement symptomatiques, la médecine traditionnelle propose l'utilisation de nombreuses plantes dont certaines sont capables de réduire les effets des CTXs in vitro et in vivo. La nécessité d'enrichir l'arsenal thérapeutique de la ciguatéra ainsi que l'implication probable des mécanismes inflammatoires dans cette pathologie nous ont conduits à caractériser le potentiel anti-inflammatoire de quatre plantes parmi celles traditionnellement employées dans le Pacifique. Les effets d'extraits aqueux de Cerbera manghas, Euphorbia hirta, Heliotropium foertherianum et Vitex trifolia sur la cinétique de synthèse des ARNm ainsi que sur la production des protéines cytokiniques, ont été étudiés sur le modèle d'induction de macrophages murins stimulés par un lipopolysaccharide bactérien (LPS). Les résultats montrent que E. hirta et V. trifolia possèdent les activités anti-inflammatoires les plus intéressantes et cette dernière a été sélectionnée pour de plus amples tests. L'extrait aqueux de V. trifolia montre la capacité à inhiber les cytokines pro-inflammatoires IL-1β, IL-6 et TNF-α et à induire l'anti-inflammatoire IL-10 dépendant du LPS. La finalité du projet doit permettre l'étude de principes actifs isolés des plantes sélectionnées et les composés d'intérêt pourront être testés sur modèle animal avant d'être validés sur l'homme. Ainsi de nouveaux traitements thérapeutiques de la ciguatéra pourront-ils être proposés. Mots clés : ciguatéra, ciguatoxine, cytokine, PCR quantitative, ELISA, physiopathologie, remèdes traditionnels, Vitex trifolia, Euphorbia hirta, Cerbera manghas, Heliotropium foertherianum.