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La catéchine, dont le nom est dérivé du catéchu de l’extrait d’Acacia catechu L., est 3,3’,4’,5,7- pentahydroxyflavane avec deux formes stériques de (+)-catéchine (Figure 1) et son énantiomère. De plus, au sens large, la catéchine représente le nom de famille chimique des composés dérivés de la catéchine. Les catéchines sont distribuées dans une variété d’aliments et d’herbes, notamment le thé, les pommes, les kakis, les cacaos, les raisins et les baies. Ce numéro spécial est consacré à l’information sur les activités de catéchine liées à la santé humaine.

Le thé, produit obtenu à partir des feuilles et des bourgeons de la plante Camellia sinensis, est l’une des sources de catéchine les plus riches et contient, comme catéchine principale, le (−)-épigallocatéchine-3-gallate (EGCG) (Figure 1) qui possède de nombreuses propriétés bénéfiques pour la santé humaine telles que des effets anticancéreux, anti-obésité, antidiabétiques, anticardiovasculaires, anti-infectieux, hépatoprotecteurs et neuroprotecteurs. Un certain nombre d’études épidémiologiques et cliniques humaines sur le thé ont fourni des preuves de ses avantages anticancéreux et ces résultats ont été étayés par des expériences sur cellules et sur des animaux, bien que des études montrant des résultats contradictoires aient également été rapportées. En outre, des mécanismes moléculaires détaillés ont été proposés pour le mécanisme d’action de l’EGCG et d’autres catéchines. L’un des mécanismes les plus attrayants est celui dans lequel les espèces réactives de l’oxygène (ROS) sont impliquées. L’EGCG est connu pour avoir une double action par rapport au ROS en tant qu’antioxydant et pro-oxydant. Plusieurs éléments de preuve ont indiqué que l’EGCG peut à la fois éliminer les ROS en piégeant et améliorer la production de ROS.

Dans ce numéro spécial, Bernatoniene et Kopustinskiene ont passé en revue les propriétés biochimiques des catéchines, leur activité anti-oxydante et les mécanismes d’action impliqués dans la prévention des maladies causées par le stress oxydatif telles que le cancer, les maladies cardiovasculaires et les maladies neurodégénératives.

En ce qui concerne l’effet anticancéreux des catéchines du thé vert, Shirakami et Shimizu ont fourni des informations actualisées sur divers mécanismes, notamment les activités anti-oxydantes, pro-oxydantes et anti-inflammatoires, la modification immunitaire et épigénétique et l’inhibition des récepteurs tyrosine kinase. Ils ont souligné qu’il n’est pas clair si l’observation in vitro avec des concentrations élevées d’EGCG peut être directement extrapolée à la chimioprévention du cancer chez l’animal et l’homme en raison de sa faible biodisponibilité.

Parmi les maladies neurodégénératives, la maladie d’Alzheimer (MA) est l’un des troubles les plus courants dans le monde. Le stress oxydatif est une composante du mécanisme pathologique sous-jacent à la MA. Elle peut être causée par une perturbation de l’équilibre entre les ROS et les molécules anti-oxydantes. Ce déséquilibre peut également provoquer une neuroinflammation. Id et al. résumé des informations actualisées et des perspectives sur les effets des catéchines sur la MA basées sur des mécanismes moléculaires, y compris ceux liés aux propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires, liées à la protéine kinase C et aux propriétés liées à la neurotransmission des catéchines.

De même, Pervin et al. résumé des résultats récents sur les effets bénéfiques des catéchines sur les maladies neurodégénératives. Bien que plusieurs études sur l’homme aient étayé ces effets, d’autres ne l’ont pas fait. Ces auteurs suggèrent que l’écart peut être dû à l’ajustement incomplet des facteurs de confusion, y compris la méthode de quantification de la consommation, de la température des boissons, du tabagisme, de la consommation d’alcool et des différences entre les facteurs génétiques et environnementaux, tels que la race, le sexe, l’âge et le mode de vie. Cette question peut être appliquée aux études épidémiologiques humaines sur d’autres maladies, y compris le cancer.

Plusieurs études épidémiologiques ont suggéré que la consommation régulière de thé vert diminue les taux d’infection grippale et certains symptômes du rhume, et que se gargariser avec des catéchines de thé peut protéger contre le développement d’une infection grippale. Furushima et coll. a examiné l’effet des catéchines du thé sur l’infection grippale et le rhume en se concentrant sur des études épidémiologiques / cliniques, et a indiqué la nécessité d’études supplémentaires pour confirmer l’efficacité clinique.

En ce qui concerne l’activité anti-obésité, de nombreuses études ont montré que l’EGCG dans le thé vert, l’EGCG méthylé dans le thé oolong, les théaflavines dans le thé noir et les métabolites de polyphénols dans le thé noir présentent des propriétés de perte de poids. Rothenberg et coll. a proposé une ”hypothèse d’acide gras à chaîne courte (SCFA) » pour expliquer comment divers types de thé peuvent tous induire efficacement une perte de poids. Les AGCC générés dans l’intestin par des réactions parmi les glucides non digérés, les catéchines et le microbiote intestinal peuvent améliorer le métabolisme des lipides grâce à l’activation de la protéine kinase activée par l’AMP, conduisant à leur activité anti-obésité.

Pour obtenir des concentrations efficaces d’EGCG et d’autres catéchines, des études sont importantes pour révéler l’efficacité de la modification chimique, des systèmes d’administration et de la synergie avec d’autres agents. Des articles précédents ont montré que la modification chimique est l’une des méthodes prometteuses pour améliorer leur effet biologique, comme en témoigne l’EGCG peracétylé qui supprime puissamment la tumorigenèse du côlon chez la souris. Kaihatsu et coll. résumé de l’activité antivirale de l’EGCG et a proposé un dérivé d’acide gras EGCG nouvellement développé comme agent efficace. Les monoesters d’acides gras EGCG ont montré une activité antivirale améliorée contre différents types de virus, probablement en raison de leur affinité accrue pour les virus et les membranes cellulaires.

Mukherjee et al. a montré qu’un mélange de curcumine, d’EGCG et de resvératrol sous forme liposomique est un agent onco-immunothérapeutique potentiel contre le glioblastome, bien que la curcumine seule ait une efficacité antitumorale limitée in vivo en raison de sa faible biodisponibilité comme l’EGCG.

Shi et coll. a fourni un aperçu des matériaux et des techniques utilisés dans l’encapsulation de l’EGCG. La stabilité, la biodisponibilité et la fonction de l’EGCG peuvent être améliorées par encapsulation. L’EGCG encapsulé dans des protéines a montré une libération prolongée en partie due à l’inhibition de l’activité des enzymes digestives. L’EGCG encapsulé dans les hydrates de carbone a montré une amélioration de la mucoadhésion, de la perméation intestinale, de l’administration de ciblage tissulaire et de l’inhibition de l’efflux actif. L’EGCG encapsulé dans les lipides a montré une stabilité améliorée et une libération prolongée, et a été directement absorbé par les cellules épithéliales. Ainsi, l’encapsulation de l’EGCG avec des matériaux de qualité alimentaire serait utile pour améliorer la biodisponibilité et la fonctionnalité de l’EGCG.

Une dose excessive de catéchines peut entraîner des effets défavorables tels que l’hépatite. Kaleri et coll. a rapporté que le cuivre alimentaire peut réduire l’hépatotoxicité de l’EGCG, peut-être en régulant à la hausse l’activité de la céruloplasmine conduisant à des niveaux réduits de ROS, suggérant son utilité dans la promotion des applications de l’EGCG.

La modification chimique de la gélatine à l’aide de l’EGCG favorise la formation osseuse in vivo. Honda et al. proposé que les éponges de gélatine modifiées par EGCG fabriquées (EGCG-GS) puissent être applicables à la thérapie régénérative. Leur étude a suggéré que le chauffage sous vide améliore la capacité de formation osseuse de l’EGCG-GS, éventuellement par la réticulation déshydrothermale de l’EGCG-GS, qui fournit un échafaudage pour les cellules, conduisant à l’effet pharmacologique soutenu de l’EGCG.

En plus des mécanismes liés au ROS, on pense que l’interaction catéchine-protéine est impliquée dans les mécanismes par lesquels les catéchines exercent leurs activités biologiques. Saeki et coll. examiné comment les interactions EGCG-protéines peuvent expliquer le mécanisme par lequel le thé vert / EGCG peut avoir des effets bénéfiques sur la santé. Plusieurs méthodes, y compris les tests dot, la chromatographie sur gel d’affinité, la résonance plasmonique de surface, les analyses d’accostage par calcul (CDA) et l’analyse cristallographique aux rayons X (XCA), ont fourni des preuves montrant les interactions EGCG-protéine et comment l’EGCG peut s’adapter ou occuper la position dans ou à proximité des sites fonctionnels et induire un changement conformationnel, y compris un changement conformationnel quaternaire. Ces auteurs suggèrent l’EGCG comme composé principal pour la conception de médicaments.

Nakano et coll. discuté de l’utilité de l’ADC et de l’XCA, parmi les méthodes mentionnées ci-dessus, dans les stratégies de conception de nouveaux médicaments des catéchines. CDA et XCA ont révélé que la fraction galloyle ancre la catéchine dans la fente des protéines par des interactions avec ses groupes hydroxyles, ce qui explique l’activité plus élevée des catéchines galloylées telles que l’EGCG et le gallate d’épicatéchine par rapport aux catéchines non galloylées (Figure 1).

Shimamura et coll. a révélé l’interaction entre les catéchines et l’entérotoxine A staphylococcique en utilisant la résonance plasmonique de surface, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, la calorimétrie de titrage isotherme et l’ADC. Les données indiquent que le groupe hydroxyle en position 3 du groupe galloyle dans la structure de la catéchine est responsable de l’affinité de liaison avec le Tyr91 dans les sites actifs de la toxine, fournissant des informations précieuses liées à la prévention des intoxications d’origine alimentaire.

Des données transversales et rétrospectives indiquent que la consommation de thé peut atténuer la perte osseuse et réduire le risque de fractures ostéoporotiques. Chen et coll. a proposé que l’EGCG pourrait être un nutriment important dans la modulation de la résorption osseuse, car l’EGCG à 1-10 µM diminue l’ostéoclastogenèse et l’activité de la phosphatase acide résistante au tartrate par l’intermédiaire de l’activateur du récepteur de la voie du facteur nucléaire – kB (RANG) / ligand de RANG / ostéoprotégrine. Lin et coll. a rapporté que l’EGCG peut augmenter l’expression de l’ARNm de la protéine morphogénétique osseuse 2 et des gènes ultérieurs liés à l’ostéogenèse, y compris la phosphatase alcaline, l’ostéonectine et l’ostéocalcine, conduisant à une minéralisation accrue.

Chen et coll. a examiné la stabilité et la bioaccessibilité des polyphénols de l’écorce d’Acacia mearnsii après des traitements in vitro mimétiques à la digestion gastro-intestinale. Après digestion intestinale simulée, la teneur totale en polyphénols et les activités biologiques ont diminué de manière significative par rapport à celles de l’extrait non traité, ce qui a été attribué à la dégradation des proanthocyanidines. Néanmoins, le maintien de la capacité antioxydante et de l’activité inhibitrice de l’α-glucosidase suggère que les polyphénols dérivés de la plante semblent avoir le potentiel d’être utiles pour la santé humaine.

Le « Kangzhuan » est le type le plus populaire parmi les produits de thé tibétains. Xie et coll. rapporté qu’un extrait aqueux lyophilisé de « Kangzhuan » possède des propriétés antioxydantes ou cytoprotectrices. Ces effets peuvent être attribués principalement à la présence de composants phénoliques, dont l’acide gallique et quatre catéchines. Ces composants phénoliques peuvent subir des voies de transfert d’électrons, de transfert H+ et de chélation Fe2+ pour présenter des effets anti-oxydants ou cytoprotecteurs.

La théaflavine et ses esters de galloyle sont les pigments rouges du thé noir qui possèdent une variété d’avantages pour la santé similaires à ceux trouvés dans les catéchines du thé vert. Plusieurs méthodes de biosynthèse ont été développées pour la production de masse de théaflavines. Takemoto et Takemoto ont fourni des informations actualisées sur les méthodes de synthèse des théaflavines et leurs avantages pour la santé, encourageant les futures études à révéler leur mécanisme d’action détaillé et à développer de nouveaux suppléments.