Nutricèutics en malalties neurodegeneratives: la metilhidrocotoïna reverteix la polarització microglial M1 pròpia de la neuroinflamació

Abstract

L’impacte de la nutrició i els nutricèutics en la salut s’ha abordat en diversos àmbits, però roman poc explorat per pal·liar trastorns neurodegeneratius. Aquests, s’associen en part a una neuro-inflamació atribuïda a una polarització microglial anormalment sostinguda cap a un estat proinflamatori, conegut com M1. El present estudi pretén avaluar els efectes de la metilhidrocotoïna, un metabòlit aïllat de la Cascara sagrada (Rhamnus purshiana), com a protector davant la polarització M1. Estudis previs in silico el proposen com agonista de PPARγ, que desencadena efectes antiinflamatoris. Per a tal fi, es van emprar cultius de la línia cel·lular microglial BV2 i es va avaluar la citotoxicitat mitjançant assajos MTT amb diferents concentracions de metilhidrocotoïna. Els efectes antiinflamatoris es van estudiar amb cèl·lules estimulades amb LPS durant 24h a 0,5 μg/mL, després d’un pretractament de 2h amb metilhidrocotoïna. Els intermediaris d’inflamació es van determinar per qRT-PCR i Western Blot. Els resultats van mostrar que el tractament amb metilhidrocotoïna redueix significativament l’expressió induïda per LPS de marcadors inflamatoris com IL6, MCP1, iNOS i TNF-α, al mateix temps que modula l’activitat de factors de transcripció com NFκB, regulat en part per l’activació de PPARγ. En conclusió, els resultats obtinguts aporten un enfocament important en el desenvolupament de fàrmacs amb efectes reversibles específics de la polarització M1 microglial cronificada. Futures investigacions consideraran l’avaluació dels seus efectes neuroprotectors dilucidant el seu efecte in vivo, tot ampliant un àmbit de coneixement que podria augmentar les possibilitats de tractament per al gran espectre de trastorns neurodegeneratius.

The impact of nutrition and nutraceuticals on health has been addressed in numerous fields, but it remains less explored related to the development of neurodegenerative disorders. These diseases are partially associated to a neuroinflammation attributed to an abnormally sustained microglial polarization towards a pro-inflammatory state, known as M1. The present study aims to evaluate the effects of methylhydrocotoin, an isolated metabolite from Cascara sagrada (Rhamnus purshiana), as a protectant against M1 proinflammatory microglia. Previous in silico modelling studies have predicted that methylhydrocotoin might work as a PPARg transcription factor activator, which triggers anti-inflammatory effects, suggesting a beneficial effect of this compound. For experimental procedures, BV2 microglial cell line cultures were used and cytotoxicity was assessed through MTT assays with different concentrations of methylhydrocotoin. Anti-inflammatory effects were evaluated with 24h LPS-stimulated cells at 0,5µg/mL concentration, after a 2h methylhydrocotoin pre-treatment. Inflammation mediators were studied with qRT-PCR and Western Blot methods. Results showed that methylhydrocotoin treatment significantly reduces LPS-induced expression of pro-inflammatory mediators as IL6, MCP1, iNOS and TNF-α, while modulating the activity of transcription factors such as NF-kB, which is involved in inflammatory responses and is regulated through PPARg activation. As concluding remarks, results obtained bring an important approach into drug development with specific reversing effects of chronic microglial M1 polarization. Future research should consider evaluating neuroprotective effects of methylhydrocotoin elucidating its potential effects in vivo, expanding a field of knowledge that could increase the treatment possibilities for the big spectra of neurodegenerative disorders.