Comment les miARN influencent la santé et la maladie

Dans une étude récente publiée dans Nutrients, des chercheurs ont examiné le rôle des microARN alimentaires (miARN) dans la santé et la maladie.

Étude: Modulateurs épigénétiques alimentaires : dévoiler les avantages encore controversés des miARN dans la nutrition et les maladies. Crédit d’image : ART-ur/Shutterstock.com

Arrière-plan

L’alimentation est l’un des facteurs liés au mode de vie ayant un impact considérable sur la santé. Une mauvaise alimentation est responsable de plusieurs maladies dégénératives chroniques, telles que les maladies cardiovasculaires, l’obésité, le cancer et le diabète.

La prise alimentaire peut avoir un impact sur l’expression des gènes et la susceptibilité aux maladies en régulant les modulateurs épigénétiques. Les miARN jouent un rôle essentiel dans les processus biologiques et la régulation des gènes.

Des miARN ont été détectés dans le sang, le plasma, le sérum, la salive, le lait maternel et l’urine, et les modifications de leurs niveaux sont associées à divers syndromes chroniques.

Ainsi, préserver le profil des miARN pourrait aider à prévenir les maladies et à maintenir une bonne santé. De plus, des miARN ont également été signalés chez les plantes et les animaux. Les miARN végétaux se lient aux cibles réceptrices avec une parfaite complémentarité et fonctionnent comme de petits ARN interférents.

En revanche, les miARN d’origine animale se lient aux cibles d’ARNm de l’hôte avec une complémentarité imparfaite et induisent leur répression traductionnelle. Un seul miARN exogène (xenomiRNA) peut reconnaître et moduler plusieurs gènes cibles chez l’hôte en raison d’une complémentarité imparfaite.

Néanmoins, la pertinence clinique des xénomiARN provenant des aliments dans les maladies humaines n’est pas claire. Dans la présente étude, les chercheurs ont examiné le rôle des miARN alimentaires dans la santé et la maladie.

XénomiARN alimentaires

Les analyses de séquençage d’ARN ont identifié divers miARN dans les parties comestibles des œufs de poule. Une étude récente a rapporté la présence d’exosomes liés aux miARN provenant d’œufs de poule chez l’homme et la souris.

Ces exosomes de miARN se sont accumulés dans l’intestin, les poumons et le cerveau des souris C57BL/6 et ont régulé la fonction de mémoire et l’apprentissage spatial.

Une autre étude a évalué les effets de l’administration chronique d’exosomes dérivés du porc sur un modèle murin. L’étude a noté que l’augmentation des taux plasmatiques de miR-1, miR-206, miR-99a et miR-133a-3p altère le métabolisme du glucose et de l’insuline et provoque une accumulation de gouttelettes lipidiques dans le foie.

En outre, 678 miARN ont été signalés dans des exosomes dérivés du lait de vache, impliqués dans plusieurs voies métaboliques cellulaires.

MiR-148a est le miARN le plus abondant dans les exosomes du lait et peut moduler l’homéostasie de la cavité buccale. Il peut également inhiber l’homologue de la phosphatase et de la tensine (PTEN) et la protéine kinase activée par l’AMP 5′ (AMPK), qui sont des inhibiteurs de la cible mammifère du complexe 1 de la rapamycine (mTORC1), un régulateur essentiel impliqué dans de multiples voies métaboliques.

miR-156a, présent dans le chou, la laitue et les épinards, peut cibler la molécule d’adhésion jonctionnelle (JAM)-A et supprimer le développement de l’athérosclérose dans les cellules endothéliales aortiques.

De plus, il a été démontré que miR-159, abondant dans le brocoli, supprime le développement de tumeurs du sein chez in vitro et in vivo des modèles.

Une analyse des miARN du riz a révélé leur affinité pour divers gènes humains impliqués dans les maladies neurologiques, le cancer et les maladies cardiovasculaires.

Des études ont rapporté que les taux circulants de miR168 chez la souris/sérum humain après la consommation de riz étaient associés à une diminution de la clairance des lipoprotéines de basse densité.

De plus, le hvu-miR-168-3p dérivé de l’aleurone de riz a réduit la glycémie et augmenté l’expression du transporteur de glucose 1 (GLUT1). Les nanoparticules de type exosome provenant de 11 fruits hébergent des miARN capables de cibler les gènes codant pour les médiateurs inflammatoires.

Les nutriments alimentaires comme régulateurs des miARN dans les maladies

Les nutriments contenus dans les aliments ont un impact sur le profil des miARN en modulant directement ou indirectement l’expression des gènes. Il a été rapporté que les acides gras, les vitamines, les composés phytochimiques et les vitamines régulent les niveaux de miARN.

Par exemple, le resvératrol exerce des actions anti-inflammatoires en régulant positivement miR-Let7a et miR-663 et en réduisant miR-155 dans les monocytes stressés par le lipopolysaccharide (LPS).

En outre, il a été rapporté que le resvératrol améliore la fibrose hépatique et réduit l’apoptose des hépatocytes en inhibant miR-190a-5p. De plus, il a été démontré que le traitement des macrophages à la curcumine diminue les niveaux de miR-155 pour contrecarrer l’inflammation induite par le LPS.

Dans la maladie d’Alzheimer, la quercétine a joué un rôle neuroprotecteur grâce à l’homéostasie des miARN dans les cellules neuronales en empêchant l’expression altérée de miR-125b, miR-2218 et miR-26a.

De plus, le traitement d’un modèle de rat atteint de la maladie d’Alzheimer avec des nanoparticules de resvératrol et de sélénium a diminué la neuroinflammation et le dysfonctionnement métabolique en régulant positivement la sirtuine 1 et la clairance de l’amyloïde-β et en régulant négativement le miR-143, l’interleukine (IL)-1β et le transducteur de signal et activateur de la transcription 3 ( STAT3).

En outre, une étude a rapporté que le resvératrol atténuait la tumorigenèse induite par la colite en régulant positivement miR-455 et miR-101b.

Dans les cellules cancéreuses du poumon, le traitement à la curcumine a inhibé l’invasion cellulaire en régulant positivement le miR-98, qui supprime les voies de la métalloprotéinase matricielle 2 (MMP2) et de la MMP9.

En outre, la quercétine a présenté des propriétés anticancéreuses en améliorant l’apoptose dans les cellules de carcinome pulmonaire non à petites cellules (NSCLC) grâce à une augmentation de miR-34a-5p et à la régulation négative du gène hôte 7 du petit ARN nucléolaire (SNHG7).

Remarques finales

Un nombre croissant de preuves mettent en évidence le potentiel des miARN alimentaires dans la modulation de la physiopathologie humaine, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles interventions basées sur l’alimentation.

Néanmoins, les stratégies préventives basées sur les xénomiARN présentent des limites, notamment une biostabilité et une biodisponibilité médiocres, des complications inconnues associées à un apport élevé et des cibles multiples. Des études futures sont donc nécessaires pour élargir la base de connaissances.