Ammi élevé — activité anticancéreuse potentielle de la xanthotoxine (furanocoumarine) des fruits, in vitro et in silico
Source : PMCID PMC8839012 — DOI 10.3390/molecules27030943 (Molecules, 2022) Type : article de recherche, texte intégral — étude in vitro (lignée de cancer du foie HepG2) et in silico (docking moléculaire)
Objectif
Évaluer les propriétés anticancéreuses de l’extrait méthanolique des fruits d’Ammi majus (AME) contre le cancer du foie, puis identifier le ou les composés actifs et leurs mécanismes d’action. A. majus L. (Apiacées) est une plante indigène d’Égypte, largement utilisée en médecine traditionnelle ; ses fruits contiennent des furanocoumarines employées dans les affections cutanées comme le vitiligo et le psoriasis. À la connaissance des auteurs, aucune étude n’avait montré l’activité cytotoxique des fruits de cette plante ni de sa furanocoumarine majeure, la xanthotoxine, sur des lignées de cancer du foie.
Méthodes
Les fruits séchés d’A. majus (1,5 kg, récoltés en novembre 2017, Égypte) ont été macérés dans du méthanol à 70 %, donnant 250 g d’extrait sec (AME). L’extrait total (200 g) a été fractionné par n-hexane, puis CH₂Cl₂ (dichlorométhane), puis acétate d’éthyle (EtOAc). Trois fractions (hexane, CH₂Cl₂, EtOAc) ont été testées contre la lignée HepG2 (carcinome hépatocellulaire humain) : cytotoxicité (test SRB), analyse du cycle cellulaire (cytométrie en flux), test d’apoptose annexine V-FITC, et test de flux autophagique. Les composés ont été isolés (chromatographie liquide sous vide, système Puriflash) et leurs structures élucidées par RMN ¹H et ¹³C. Un docking moléculaire (logiciel MOE) a été réalisé sur la topoisomérase II bêta humaine (code PDB : 3QX3), en comparaison avec son inhibiteur co-cristallisé, l’étoposide. Doxorubicine = témoin positif ; lignée de fibroblastes humains normaux (NHF1) pour la cytocompatibilité.
Résultats
La fraction CH₂Cl₂ a montré l’activité cytotoxique la plus puissante (IC₅₀ 7,015 µg/mL). Six composés ont été isolés de cette fraction : xanthotoxine (composé 1, 8-méthoxypsoralène), β-sitostérol (2), isoarnottinine (3), marmésine (4), impératorine (5) et ammirine (6).
La xanthotoxine s’est révélée le composé le plus cytotoxique contre HepG2, avec une IC₅₀ de 6,9 ± 1,07 µg/mL, proche de celle du médicament de référence doxorubicine (IC₅₀ 4,58 ± 0,9 µg/mL). L’AME total n’a tué qu’environ 5 % des cellules normales (fibroblastes NHF1) à la concentration maximale, indiquant une bonne cytocompatibilité et une sélectivité élevée envers les cellules cancéreuses.
Traitées à 6,9 µg/mL de xanthotoxine, les cellules HepG2 ont montré des modifications significatives du cycle cellulaire : augmentation de la phase G2/M (de 17,12 % chez le témoin à 22,31 %), diminution de la phase de synthèse de l’ADN (de 21 % à 18,5 %) et augmentation de la phase pré-G1 apoptotique (de 4,7 % à 9,7 %). La xanthotoxine a induit une augmentation significative des cellules positives à l’annexine-V, aux stades précoce et tardif de l’apoptose (84,32 ± 2,7 % et 2,4 ± 0,13 % contre 0,31 ± 0,03 % et 0,53 ± 0,12 % chez le témoin). Elle a aussi réduit significativement le flux autophagique (intensité de fluorescence moyenne 2,43 × 10⁶ contre 6,44 × 10⁶ chez le témoin).
En docking moléculaire, la xanthotoxine s’est liée à la topoisomérase II bêta avec un score énergétique de −5,72 kcal/mol (contre −7,31 kcal/mol pour l’étoposide) et a montré une interaction forte avec l’acide aminé clé Asp479, de façon similaire à l’étoposide, ce qui suggère un potentiel d’activité anticancéreuse à large spectre.
Conclusion
La xanthotoxine, furanocoumarine majeure des fruits d’A. majus, exerce une activité cytotoxique contre les cellules HepG2 via un arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M, l’induction de l’apoptose et l’inhibition du flux autophagique ; l’inhibition de la topoisomérase II pourrait être le mécanisme sous-jacent. Elle présente une bonne biocompatibilité envers les cellules humaines normales. Les auteurs soulignent que d’autres études sont nécessaires pour optimiser son efficacité antitumorale, sa toxicité, sa solubilité et sa pharmacocinétique.