Airelle rouge - triterpenoides des cires cuticulaires et leur potentiel anticancereux (Antioxidants 2023)

Airelle rouge — triterpénoïdes des cires cuticulaires et leur potentiel anticancéreux

Source : PMCID PMC9952570 · DOI 10.3390/antiox12020465 · Antioxidants (2023) Type : Étude expérimentale (fractionnement phytochimique + tests de cytotoxicité in vitro, cultures 2D et 3D)

Objectif

Réaliser le fractionnement semi-préparatif de triterpénoïdes à partir d’extraits de cires cuticulaires de feuilles et de fruits d’airelle rouge (Vaccinium vitis-idaea L.) et évaluer leur potentiel cytotoxique. La cuticule (couche externe cireuse de la plante, un sous-produit de la transformation des baies) est valorisée comme source de triterpénoïdes utilisables comme antioxydants naturels et agents anticancéreux. C’est la première étude à caractériser la composition des cires des feuilles persistantes d’airelle (disponibles toute l’année).

Méthodes

Matières premières récoltées à l’état sauvage en Lituanie (septembre 2019). Cires cuticulaires obtenues par immersion brève et douce des feuilles/fruits entiers dans du chloroforme (procédé n’atteignant pas les tissus profonds). Fractionnement par HPLC semi-préparative. Caractérisation qualitative et quantitative par HPLC-PDA, complétée par GC-MS. Cytotoxicité évaluée par test MTT sur : adénocarcinome du côlon humain (HT-29), mélanome malin (IGR39), carcinome rénal à cellules claires (CaKi-1) et cellules endothéliales normales (EC). Effet des échantillons les plus prometteurs testé sur la croissance et la viabilité de sphéroïdes cancéreux (culture 3D, méthode de bio-impression magnétique). EC50 = concentration réduisant la viabilité de 50 %.

Résultats

Composition phytochimique

• Complexe identifié : cinq acides triterpéniques, huit triterpénoïdes neutres, trois phytostérols.
• Teneur totale en triterpénoïdes : 291,01 mg/g de poids sec dans les feuilles, 824,05 mg/g dans les fruits. La cire cuticulaire de surface est une bien meilleure source de triterpénoïdes que les matières premières brutes entières (teneurs 41,5 à 61,5 fois plus faibles dans les extraits méthanoliques des feuilles/fruits entiers).
• Les acides triterpéniques dominent dans la cire des fruits (87,0 % des triterpénoïdes). L’acide ursolique prédomine dans les deux échantillons (84,1 % des acides triterpéniques dans les feuilles, 81,6 % dans les fruits). L’acide oléanolique est le deuxième (contenu 7 fois plus élevé dans les fruits). Autres acides (bétulinique, maslinique, corosolique) présents en faibles quantités, détectés pour la première fois dans les cires cuticulaires d’airelle.
• Triterpénoïdes neutres (fernénol, bétuline, érythrodiol, uvaol, lupéol, β-amyrine, α-amyrine, friédéline) : groupe majoritaire dans les feuilles (53 %), secondaire dans les fruits (11,8 %). Principal neutre des feuilles : α-amyrine ; des fruits : lupéol.
• Phytostérols très faibles (0,4–1,2 %) : β-sitostérol prédominant, traces de taraxastérol et lanostérol.
• 12 fractions enrichies en triterpénoïdes particuliers obtenues (1L–6L pour les feuilles, 1F–6F pour les fruits).

Cytotoxicité en culture 2D (test MTT)

• Les extraits et fractions réduisent la viabilité des cellules cancéreuses aux concentrations 12,5 et 25,0 µg/µL. Cytotoxicité plus forte envers HT-29 et CaKi-1 qu’envers IGR-39.
• L’extrait brut de cire des fruits (F wax) est 3,5 à 5,1 fois plus actif contre les cellules cancéreuses que celui des feuilles (L wax). EC50 vers les cellules cancéreuses : 12,5–17,7 µg/mL pour F wax, > 25,0 µg/µL pour L wax.
• Les cires enrichies en triterpénoïdes sont bien plus actives que les extraits bruts entiers enrichis en composés phénoliques (EC50 antérieures : 1100–1500 µg/mL pour le fruit entier, 120–170 µg/mL pour les feuilles).
• Fraction 1F (fernénol + acides maslinique, corosolique, bétulinique) : parmi les plus actives, réduit la viabilité de 94,5–98,1 % à 25 µg/µL, avec la meilleure sélectivité (cytotoxicité envers cellules normales 4,9 à 14,4 fois plus faible qu’envers cellules cancéreuses). La fraction homologue 1L (feuilles) est environ 10 fois moins active — mais 1L à 12,5 µg/µL surpasse 1F contre le mélanome IGR-39 (EC50 similaires 16,8–17,0 µg/µL), suggérant la puissance du fernénol contre le mélanome.
• Fractions 2F/2L (acides oléanolique:ursolique) : activité comparable à 1F à 25 µg/µL. 2F (rapport oléanolique:ursolique 1:2,2) : EC50 4,4–6,5 µg/mL.
• Fractions 3F/3L (uvaol + érythrodiol) : la fraction de feuilles 3L est nettement plus active (jusqu’à 20,1 fois plus contre HT-29 à 25 µg/mL), EC50 de 3L : 9,9 µg/mL (CaKi-1) à 14,8 µg/mL (IGR39), avec bonne sélectivité.
• Fractions 4F/4L (lupéol) : activité significativement plus faible ; cytotoxicité > 15 % (14,6–41,6 %) observée seulement à 25 µg/mL ; EC50 > 25,0 µg/mL.
• Fractions 5F/5L (phytostérols, β-amyrine) : 5F plus actif que 5L ; effet le plus fort contre CaKi-1 (viabilité réduite de 49,8–64,8 % à 25 µg/mL).
• Fraction 6L (α-amyrine pure) : activité la plus élevée contre HT-29 (1,8 fois plus que 6F), EC50 = 23,7 µg/mL vers HT-29, mais non sélective vis-à-vis des cellules normales à 25 µg/mL.

Culture 3D (sphéroïdes) — échantillons les plus prometteurs : F wax, 1F, 2F

• F wax n’a pas d’effet significatif sur la taille des sphéroïdes, mais réduit la viabilité du sphéroïde IGR-39 (~1,7 fois) aux deux concentrations. En général F wax est moins actif que les fractions 1F et 2F.
• Fraction 1F (25 µg/mL) : réduit la viabilité de tous les sphéroïdes (HT-29 −84,7 %, IGR-39 −75,1 %, CaKi-1 −24,5 %) et la taille du sphéroïde IGR-39 (−58,1 %).
• Fraction 2F (25 µg/mL) : réduit la viabilité de 73,7–85,2 %, inhibe la croissance des sphéroïdes de 31,4–62,9 %, avec désintégration nette des sphéroïdes. Réduction de viabilité (−33,9 %) des sphéroïdes IGR39 dès 5 µg/mL.

Conclusion

Des mélanges particuliers de triterpénoïdes des cires d’airelle peuvent avoir une cytotoxicité plus forte que les extraits bruts non purifiés. Les fractions les plus prometteuses sont celles contenant les acides triterpéniques + fernénol (1F), le complexe acides oléanolique:ursolique (2F) et le complexe érythrodiol:uvaol. Ces résultats soutiennent l’usage des cires cuticulaires d’airelle comme source de triterpénoïdes pour le développement de candidats thérapeutiques contre le cancer du côlon, le mélanome ou le cancer rénal. Étude in vitro exploratoire ; aucune application clinique établie.