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Approche Thérapeutique Naturelle pour Optimiser les Performances de la Mémoire Spatiale, Augmenter la Prolifération de Cellules Neurales Progénitrices et Diminuer l'Inflammation chez des Rats Agés

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  1. 1. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011 NT-020 (NutraStem), une Approche Thérapeutique Naturelle pour Optimiser les Performances de la Mémoire Spatiale, Augmenter la Prolifération de Cellules Neurales Progénitrices et Diminuer l’Inflammation chez des Rats Agés S Acosta1, J Jernberg1, CD Sanberg2, PR Sanberg1, Brent J Small3, Carmelia Gemma1,4, et Paula C Bickford1,4 RESUMELe processus de vieillissement est lié au stress oxydatif, à l’activation de la microglie et à des facteursfavorisant l’inflammation, qui sont connus pour diminuer la prolifération des cellules et limiter laneuroplasticité. Ces facteurs peuvent conduire au passage d’un vieillissement normal à unvieillissement causant de sévères dysfonctionnements cognitifs associés à des maladies neuro-dégénératives. Nous avons montré que des composants naturels tels que les polyphénols desmyrtilles, le thé vert, ainsi que la carnosine sont riches en antioxydants et ont des propriétés anti-inflammatoires qui diminuent les effets néfastes des espèces réactives de l’oxygène (ROS), dans lesang, le cerveau, et de nombreux autres tissus du corps. De plus, nous avons montré que lacombinaison de ces nutriments (appelée NT-020 (NutraStem)) créée un effet synergique qui stimule laprolifération de cellules souches in vitro et in vivo. Dans cette étude, nous examinons les effets du NT-020 (NutraStem) sur la neurogenèse et les performances dans un Labyrinthe d’Eau de Morris (LEM).De vieux rats Fisher 344 mâles, âgés de 20 mois, ont été traités avec 135 mg par kilo et par jour (n =13) de NT-020 (NutraStem). De jeunes rats, âgés de 3 mois (n = 10), et de vieux rats, âgés de 20 mois (n= 13), Fisher 344 males témoins ont reçus de l’eau par gavage oral. Tous les groupes ont été traités surune période de 4 semaines. Il n’y avait pas de différence de performance dans le LEM lorsqu’oncomparait tous les vieux rats, mais quand les données des rats ayant échoué ont été comparée, on apu remarquer une différence significative entre les groupes, au dernier jour de l’entrainement : lesperformances du groupe traité étant meilleures que celles du groupe témoins. Grâce à l’utilisationd’une protéine régulant le cycle cellulaire (Ki-67), de doublecortine (DCX) et de marqueurs d’anticorpsOX6, la prolifération cellulaire, la neurogenèse et l’activation de la microglie ont été estimées dans legyrus denté (GD) des jeunes et des vieux rats. La prolifération cellulaire a également été examinéedans la zone sous-ventriculaire (ZSV). Une diminution du nombre de cellules réagissant positivementau OX6 CMH II, une augmentation de la neurogenèse ainsi qu’une augmentation de la proliférationcellulaire ont été observées chez les rats traités avec le NT-020 (NutraStem) par rapport au groupetémoin de rats âgés. En résumé, le NT-020 (NutraStem) favorise le maintien d’une bonne santé, laprolifération et le maintien des neurones chez les animaux âgés et exerce une action anti-inflammatoire qui améliore le fonctionnement des cellules souches.1 Center of Excellence for Aging and Brain Repair, Department of Neurosurgery and Brain Repair and Department of MolecularPharmacology and Physiology, University of South Florida College of Medicine, USFHealth, Tampa, Florida.2 Natura Therapeutics, Inc., Tampa, Florida.3 School of Aging Studies, University of South Florida, Tampa, Florida.4 James A. Haley Veterans Affairs Medical Center, Tampa, Florida.
  2. 2. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011INTRODUCTION relation est complexe (ref. 10 et 11). Néanmoins,L e processus de vieillissement normal est associé à des changements au niveau de laphysiologie et de la neuroplasticité du cerveau la neurogenèse est clairement liée à la plasticité et répare les mécanismes12, et des altérations dans la neurogenèse ont également été attribuées àainsi qu’à une déficience cognitive dont la gravité certains troubles affectifs13. Deuxièmement, il estvarie de moyenne à sévère. Le vieillissement est de plus en plus suggéré que le vieillissementégalement associé à une augmentation du stress résulterait d’une maladie des cellules souchesoxydatif, des cytokines pro-inflammatoires et de puisque la manifestation principale dul’activation de la microglie. Tous ces évènements vieillissement est la diminution de la proliférationobservables lorsqu’un individu vieillit rendent le des cellules souches dans le corps, cerveau yprocessus de vieillissement l’un des plus gros compris14,15.facteurs de risque des maladies Ce processus de sénescence cellulaire lié à 1neurodégénératives . Cependant, les chercheurs l’âge est connu depuis les années 196016, maisse penchent sur ces évènements l’importance de la sénescence cellulaire dans laneurophysiologiques et de comment ils peuvent niche des cellules souches âgées n’est devenue unjeter les bases d’une transition entre un déclin centre d’intérêt que récemment. Un exemplecognitif normal et le risque de développer des concret de l’importance de l’influence extrinsèquemaladies neuro-dégénératives telles qu’un ou systémique sur la niche de cellules souches aaccident cardio-vasculaire, la maladie de été démontré sur les cellules souches présentesParkinson, des démences et la maladie dans les muscles, appelées cellules satellites17.d’Alzheimer2. Par exemple, une augmentation de Comme les cellules souches neurales, les cellulescytokines inflammatoires et le supplément de satellites perdent leur capacité à régénérer lesprotéines produit par les cellules gliales tissus endommagés avec l’âge. Au cours d’uneendogènes (comme la microglie ou des expérience où de vieux rats ont été exposés àastrocytes), ont été identifiés à la fois dans la l’environnement systémique de jeunes rats parpathologie d’Alzheimer ainsi que dans d’autres parabiose, les cellules satellites des vieux rats ontmaladies neurodégénératives telles que la maladie été rajeunies, ce qui est démontré par unede Parkinson. On ne sait pas encore exactement augmentation du taux de prolifération. Aucomment le déclin cognitif lié à l’âge est corrélé contraire, chez les jeunes rats, l’exposition à laavec les effets d’une augmentation de l’oxydation circulation des vieux rats a entrainé uneet de l’inflammation. Cependant, au cours de la diminution du potentiel de régénération desdernière décennie, il a été montré que la cellules satellites, ce qui soutient à nouveaucomplémentation nutritionnelle permet de l’existence d’un facteur extrinsèque/circulant quidiminuer la production de DRO (Dérivés Réactifs influence la prolifération de cellules souches chezde l’Oxygène) liée à l’âge et d’augmenter la l’animal âgé. On ne sait pas encore précisément siplasticité synaptique, l’apprentissage et la le mécanisme jouant dans les muscles est lemémoire3-8. La neurogenèse est l’une des formes même dans le cerveau, mais il est clair que lede plasticité synaptique ; elle a lieu tout au long facteur âge est déterminant dans lede la vie et ce, principalement dans les niches de fonctionnement des cellules souches. Lorsque descellules souches. Il y a deux principales niches de cellules souches embryonnaires sontcellules souches dans le cerveau, la zone sous- transplantées dans des tissus âgés, elles ne sontventriculaire (ZSV) et la zone sous-granulaire (ZSG) pas capables de réparer aussi bien les tissus quede l’hippocampe. Il a été montré que la lorsqu’elles sont transplantées dans de jeunesproduction de nouveaux neurones dans tissus14.l’hippocampe est importante pour certaines Des études épidémiologiques montrentformes d’apprentissage9. Bien que de nombreuses qu’une alimentation riche en fruits et légumesétudes ont montré que la neurogenèse relève colorés ayant une teneur élevée en polyphénolsphysiologiquement de la fonction cognitive, la ou flavonoïdes peuvent réduire le risque de
  3. 3. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011développer des maladies neuro-dégénératives a pu être observé jusqu’à 2 semaines après letelles qu’une déficience cognitive, la démence, la choc. Le but de cette étude est de déterminer si lemaladie de Parkinson ou la maladie NT-020 (NutraStem) a le potentiel pour améliorerd’Alzheimer18,19. Des études précédentes ont la prolifération de cellules souches neurales chezmontré que les produits nutraceutiques peuvent de vieux rats et de voir si cela coïnciderait avecavoir des effets sur les cellules souches adultes. Il une amélioration de la fonction cognitive. Poura été montré qu’une combinaison nutraceutique mener à bien cette étude, nous avons traité dede myrtille, d’extrait de thé vert, de carnosine et vieux rats âgés de 20 mois avec du NT-020de vitamine D3 (une formule brevetée connue (NutraStem) pendant 3 semaines avant de lessous le nom NT-020 (NutraStem)) améliorait la tester dans un labyrinthe d’eau de Morris (LEM).migration des cellules souches du cerveau depuis Suite aux tests comportementaux, les cerveauxla niche à cellule souche vers les zones des rats ont été examinés pour la prolifération desendommagées par un AVC chez un animal12. Le cellules souches neurales dans les deux niches àNT-020 (NutraStem) stimule la prolifération de cellules souches du cerveau (ZSV et ZSG), pour lacellules souches de moelle osseuse humaine, de neurogenèse hippocampale et l’activation deCD34+, et de cellules progénitrices de sang cellules microgliales dans la ZSG.périphérique (CD133+) in vitro20. Le NT-020(NutraStem) réduit in vitro l’apoptose des cellules MATERIELS ET METHODESde la microglie et des neurones induite par lestress oxydatif. De plus, des cellules souches de Source du NT-020 (NutraStem)moelle osseuse en culture et extraites de souris Les ingrédients du NT-020 (NutraStem)auxquelles on a administré oralement du NT-020 sont la myrtille, le thé vert, la vitamine D3 et la(NutraStem) pendant 2 semaines ont montré une carnosine. Le NT-020 (NutraStem) est une formulediminution, en relation avec les doses brevetée appartenant à Natura Therapeutics, Incadministrées, de l’apoptose due au stress oxydatif. et disponible auprès de l’entreprise (NexCela montre que l’action du nutraceutique ne Therapeutics pour l’Europe).dépend pas de la présence de la formule car leseffets ont été observés alors que les cellules Sujetsavaient été mises en culture pendant 3 jours sans Les procédures expérimentales ont étéNT-020 (NutraStem). Au cours d’une étude approuvées par l’Institutional Animal Care andsuivante menée par Yasuhara12, il a été montré Use Commitee (IACUC). Des rats Fisher 344, âgésque l’administration de NT-020 (NutraStem) de 3 et 20 mois, ont été obtenus d’Harlan pourprotège les rats males Sprague-Dawley contre les être utilisés lors d’expériences scientifiques. TousAVC ischémiques. Le NT-020 (NutraStem) a été les animaux ont été logés dans des conditionsadministré pendant 2 semaines avant une normales (20°C, 50 % d’humidité relative, un cycleocclusion de l’artère cérébrale moyenne (MCAo). de 12h de lumière et 12h d’obscurité) et on reçusChez les animaux traités avec le NT-020 un régime NIH-31 normal. Toutes les études ont(NutraStem), il y a eu une diminution de 75 % de été effectué par du personnel ne connaissant pasla cicatrisation gliale dans la zone de l’infarctus. les conditions du traitement.Plus important, il a aussi été démontré dans cetteétude que le NT-020 (NutraStem) augmente la Traitement oral au NT-020 (NutraStem) sur desprolifération de cellules souches dans la ZSV et ratsaugmente la migration de cellules souches vers la Les vieux rats ont été traités avec 135 mgzone endommagée. Dans ce modèle, le traitement de NT-020 (NutraStem) par kilo et par jour para été administré 2 semaines avant le choc et n’a gavage oral. Les jeunes rats et les rats témoinspas été continué après et a ainsi une nouvelle fois l’ont été avec de l’eau par gavage oral. Tous lesmontré que le traitement a un effet sur le long groupes ont été traités sur une période de 4terme puisque l’augmentation de la neurogenèse semaines.
  4. 4. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011Tests comportementauxLe LEM a été utilisé pour évaluer les effets descomposants naturels du NT-020 (NutraStem) surl’apprentissage spatial et l’apprentissage de lamémoire après 3 semaines de traitement. Leréservoir utilisé avait un diamètre de 1.5 mètres etune plateforme de 10 centimètres de diamètreimmergée 1 centimètre sous la surface de l’eau.L’eau était à une température de 27°C. Laperformance dans le LEM a été mesurée sur 5jours d’entrainement, avec quatre essais par jour.La plateforme était placée au niveau de l’un desquatre points cardinaux (nord, sud, est, ouest).Chaque animal avait une position de plateformeassignée constante le long des 5 jours. Toutefois lesite de départ (zone de largage) changeait àchaque essai et le quadrant ciblé variait pourchaque sujet. Une fois que l’animal trouvait saplateforme de sortie, il était autorisé à y rester 30secondes. Il était ensuite transféré dans une cagede repos avant le prochain essai. Si un animal netrouvait pas la plateforme, il y était guidé et étaitautorisé à s’y reposer 30 secondes. Les coupsd’essai n’ont pas été évalués dans l’étude. En utilisant un logiciel de localisation parordinateur (Noldus), l’erreur de recherchecumulée été évaluée. La recherche cumulée peutêtre calculée en utilisant la distance moyenne enmètre par rapport à la plateforme cible multipliéepar le temps passé pour atteindre ce point moyen.Ce type de mesure a été choisi pour nos donnéescar il révèle principalement la déficience cognitive FIG. 1. Distance cumulative par rapport à la plateforme. (A) Performance dans l’acquisition de l’apprentissage de tous lesliée à l’âge tout en restreignant le biais lié aux sujets dans le labyrinthe d’eau de Morris. Lorsque l’apprentissagecapacités relatives à la nage. La déficience au cours des jours est représenté pour tous les sujets, on peutcognitive a été définie par Abrous22 ; pour être percevoir une nette différence puisque les jeunes rats sont beaucoup plus performants que les vieux rats ; ensuite, à partirconservateur, nous utilisons un seuil de 40 % des jours 4 et 5, une différence commence à émerger entre leplutôt que de 30 %. groupe traité et le groupe de contrôle (tous deux constitués de rats âgés). (B) Lorsque 40 % des rats ayant les meilleurs résultats sont examinés en tant que déficients dû à l’âge à la fois dans leImmunohistochimie groupe de contrôle et dans le groupe traité au NT-020 Une coloration pour la protéine régulant (NutraStem), il y a une différence significative entre les groupe au jour 5 (analyse de variance unilatérale (ANOVA) suivie d’unele cycle cellulaire Ki-67, la doublecortine (DCX) et analyse par Bonferroni ; total F = 16.55, degré de liberté (dl) = 2,l’OX6 a été réalisée sur chaque sixième section 12 post hoc pour le groupe de contrôle âgé contre le groupe traitésagittale à travers tout l’hippocampe ou la ZSV. p < 0.05 ; la différence entre les jeunes rats et le groupe traité n’est pas significative) lorsqu’on analyse la distance par rapport àVingt-quatre sections sagittales flottantes (40 μm) la plateforme (ANOVA, F = 22.6, dl = 2, 12, pour le groupe deont été incubées dans une solution de 0.3 % de contrôle âgé contre le groupe traité p < 0.01). (C) Lesperoxyde d’hydrogène (H2O2) puis ont été performances individuelles au 5ème jour démontrent la grande variabilité des données entre les sujets et elles démontrent que laincubées 1h dans une solution bloquante (0.1M variabilité est plus faible dans le groupe traité au NT-020d’un tampon au phosphate SLAin (TPS), 3 % de (NutraStem).
  5. 5. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011 FIG. 2. (A) Cellules Ki 67+ (marqueur du cycle cellulaire) présentes dans la zone sous-granulaire (ZSG) dans le gyrus denté (GD) de jeunes (4 mois, n = 10) et vieux (21 mois, n = 13) rats quantifiées en utilisant des méthodes stéréologiques. Les astérisques dénotent une diminution significative et liée à l’âge de la prolifération de cellules, démontrant une augmentation significative de la prolifération des cellules chez le groupe traité avec le NT-020 (NutraStem) par gavage oral par rapport au groupe âgé de contrôle. Il y a une diminution globale liée à l’âge des cellules Ki-67+ (ANOVA, F = 157.6, dl = 2, 32, suivie par des valeurs post hoc de Bonferroni (***) p = 0.005, (**) p < < 0.05). Des photomicrographies décrivant des sections représentatives de la coloration au Ki-67 dans la couche de cellules granulaires (CCG) et la ZSG du GD dans l’hippocampe (flèches) des jeunes rats (B,C), des vieux rats de contrôle (D,E), et des vieux rats traités au NT-020 (NutraStem) (F,G). Echelle des barres pour B, D, F, 100 µm ; C, E, G, 20 µm. h indique l’hile du GD. FIG. 3. (A) Cellules doublecortine+ (DCX) présentes dans la couche de cellules granulaires du GD des jeunes (4 mois, n = 10) et des vieux rats (21 mois, n = 13). La quantification de DCX montre une augmentation significative de cellules DCX+ dans le GD de rats âgés traités avec le NT-020 (NutraStem) pendant 1 mois par rapport aux vieux rats traités par gavage oral d’eau (ANOVA, F = 487.9, dl = 2, 24 ; valeurs post hoc de Bonferroni (***) p < 0.005, (**) p < 0.05). Des photomicrographies décrivant des sections représentatives de la coloration à la DCX dans la CCG et la ZSG du GD dans l’hippocampe (flèches) des jeunes rats (B,C), des vieux rats de contrôle (D,E), et des vieux rats traités au NT-020 (NutraStem) (F,G). Echelle des barres pour B, D, F, 100 µm ; C, E, G, 20 µm. h indique l’hile du GD.sérum de chèvre et 0.2 % de Triton X-100). Les
  6. 6. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011sérum de chèvre et 0.2 % de Triton X-100). Les microscope Nikon Eclipse 600 et ont étésections ont été ensuite incubée toute une nuit quantifiées en utilisant un logiciel d’investigationavec du Ki-67 (1:400 Nocastra), du DXC (1:200 stéréo (Version 8 MicroBrightField, Colchester,Santa Cruz), du OX6 (complexe histocompatible VT). Les cellules ont été comptées dans la couchemajeur classe II ; 1:750 BD), des marqueurs de granules cellulaires en utilisant la méthode deanticorps dans du TPS supplémenté avec 3 % de fractionnement optique, technique de comptagesérum de chèvre normal et 0.1 % de Triton X-100. cellulaire stéréologique impartiale35.Les sections ont ensuite été lavées et un second L’échantillonnage a été optimisé pour compter auanticorps biotynilé (1:200 ; Vector Laboratories, moins 200 cellules par animal avec un coefficientBurlingame, CA) dans un TPS supplémenté avec 3 d’erreur inférieur à 0,07. Chaque cadre de% de sérum de chèvre normal et 0,1 % de Triton X- comptage (125*125 µm pour l’OX6 et le Ki-67, et100 a été appliqué pendant 1h. Ensuite, les 175*125 µm pour le DCX) a été placé à unesections ont été incubées pendant 60 min dans un intersection de lignes formant une grille virtuellesubstrat d’avidine-biodine (kit ABC, Laboratoire (125*125 µm), générée de manière aléatoire etVector, Burlingame, CA). Toutes les sections ont placée par le logiciel dans la structure décrite. Laensuite été incubées pendant 1 min dans 3,3 prolifération des cellules a également étéinches d’une solution à la diaminobenzidine (DAB) examinée dans la ZSV en utilisant le Ki-67.(Laboratoire Vector). Les sections ont ensuite été L’échantillonnage a été optimisé pour compter aumontées sur des diapositives en verres. moins 200 cellules par animal avec un coefficient d’erreur inférieur à 0,07. Chaque cadre deStéréologie comptage avait une taille de (75*75 µm) et la Les cellules réagissant positivement au Ki- grille virtuelle une taille de (125*125 µm),67, à la DCX et à l’OX6 ont été examinées avec un générant des échantillons aléatoires de la ZSV. FIG. 4. (A) Cellules OX6+ (CMH de classe 2) présentes dans la couche de cellules granulaires du GD des jeunes (4 mois, n = 10) et des vieux rats (21 mois, n = 13) comptées en utilisant une stéréologie. Les astérisques indiquent une augmentation significative et liée à l’âge des cellules positives au CMH de classe 2, démontrant une diminution significative de cellules positives au CMH de classe 2 chez les animaux traités avec le NT-020 (NutraStem) par gavage oral par rapport au groupe de contrôle. (ANOVA, F = 31,63, dl = 2, 32 ; valeurs post hoc de Bonferroni (***) p < 0.005, (***) p < 0.05). Des photomicrographies décrivant des sections représentatives de la coloration à la DCX dans la CCG et la ZSG du GD dans l’hippocampe (flèches) des jeunes rats (B,C), des vieux rats de contrôle (D,E), et des vieux rats traités au NT-020 (NutraStem) (F,G). Echelle des barres pour B, D, F, 100 µm ; C, E, G, 20 µm. h indique l’hile du GD.
  7. 7. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011 figure 1A montre la distance cumulative de tousStatistiques les sujets par rapport à la plateforme. La figure 1B Une analyse de variance unidirectionnelle montre le diagramme de dispersion desa été utilisée pour faire de multiples performances de chaque rat pris individuellement,comparaisons. Elle a été suivie d’une comparaison sur 5 jours d’entrainement, en utilisant la distancepost hoc utilisant la méthode Bonferonni pour cumulée par rapport à la plateforme. Lescomparer toutes les paires de colonnes. Les performances du groupe témoin de rats âgés sontniveaux ont été fixé à α = 0,05 pour toutes les extrêmement variables. A 21 mois, on peutanalyses. estimer qu’environ 30 % des animaux souffrent d’une déficience cognitive due à l’âge etRESULTATS cette valeur a été utilisée pour définir « la déficience due à l’âge » dans d’autres études. ParFonction cognitive conséquent, le nombre de déficient dans ce Les rats ont été testés pour la mémoire groupe est comparable à celui présent dansspatiale en utilisant un LEM standard dans lequel d’autres données ayant été publiée22. Pour êtreles rats ont été entrainés pendant 5 jours conservateur, nous avons considérés commeconsécutifs à raison de 4 essais par jour pour déficients les 40 % des rats ayant eu les plustrouver la plateforme cachées. Pour déterminer mauvaises performances. En utilisant le score leles effets du traitement sur la répartition des rats plus faible du groupe témoins comme seuil entreen un groupe ayant une déficience cognitive et un déficients et non déficients dans le groupe traité,groupe n’en ayant pas, nous avons examiné les seul 1 rat du groupe traité est considéré commeperformances au 5ème jour de l’entrainement. La déficient pour la distance par rapport à la FIG. 5. (A) Cellules Ki 67+ (marqueur du cycle cellulaire) présentes dans la zone sous-ventriculaire (ZSV) de jeunes (4 mois, n = 10) et vieux (21 mois, n = 13) rats quantifiées en utilisant des méthodes stéréologiques. Les astérisques dénotent une diminution significative et liée à l’âge de la prolifération de cellules, démontrant une augmentation significative de la prolifération des cellules chez le groupe traité avec le NT-020 (NutraStem) par gavage oral par rapport au groupe âgé de contrôle. Il y a une diminution globale liée à l’âge des cellules Ki-67+ dans la ZSV (ANOVA, F = 52.82, dl = 2, 24, suivie par des valeurs post hoc de Bonferroni (***) p < 0.005, (**) p < < 0.05). Des photomicrographies décrivant des sections représentatives de la coloration au Ki-67 dans la couche de cellules granulaires (CCG) et la ZSG du GD dans l’hippocampe (flèches) des jeunes rats (B,C), des vieux rats de contrôle (D,E), et des vieux rats traités au NT-020 (NutraStem) (F,G). Echelle des barres pour B, D, F, 100 µm ; C, E, G, 50 µm. h indique l’hile du GD.
  8. 8. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011plateforme. Afin de mieux comparer les deux groupe de rats âgés témoins. Des micrographiesgroupes, nous avons comparé les plus mauvaises représentatifs sont inclus pour démontrer cesperformances dans chacun des groupes (groupe effets chez les différents groupes.témoin et groupe NT-020 (NutraStem)) tous lesjours pendant la période d’acquisition dans le LEM Un traitement par NT-020 (NutraStem) diminue(Fig. 1C). Des différences significatives ont pu être l’activation de la microglie dans le gyrus denté denotées entre le groupe traité et le groupe témoin l’hippocampepour la distance cumulée par rapport à la Comme cela a été examiné dansplateforme. Il y a moins de rats souffrant d’une l’introduction, le processus de vieillissement estdéficience liée à l’âge dans le groupe qui avait été associé à une augmentation de l’inflammation ettraité avec le NT-020 (NutraStem) que dans le du stress oxydatif, ce qui est connu pour êtregroupe témoins et la sévérité de cette déficience nuisible aux niches de cellules souches. Ainsi, uneest sensiblement différente. seconde partie de notre hypothèse serait que l’unLa prolifération de cellules souches neurales et la des aspects des bienfaits du NT-020 (NutraStem)neurogenèse dans la ZSG du gyrus denté de serait une régulation à la baisse des marqueurs del’hippocampe sont améliorées après 1 mois chez l’inflammation dans le cerveau âgé. Pour examinerles rats âgés auxquels on a administré du NT-020 cela, nous avons estimé le nombre total de(NutraStem) en guise de complémentation cellules qui présente des récepteurs CMH dealimentaire classe II en utilisant du OX6. Un traitement oral de Pour tester l’hypothèse qui consiste à dire NT-020 (NutraStem) s’est avéré capable deque le NT-020 (NutraStem) pourrait avoir une diminuer le nombre de ces cellules. Chez les vieuxinfluence sur les niches de cellules souches chez rats traités par NT-020 (NutraStem), le nombreles animaux âgés, nous avons examiné le nombre estimé de cellules répondant positivement au OX6de cellules qui se divisent dans la ZSG de était sensiblement inférieur que chez le groupel’hippocampe en utilisant un marqueur mitotique témoin de vieux rats nourris par gavage oralKi-67. Le traitement pendant 4 semaines de rats d’eau. La quantification de cellules positives auâgés de 20 mois avec du NT-020 (NutraStem) a OX6 a été déterminée en utilisant une stéréologieaugmenté de manière significative la prolifération non biaisée. Le nombre estimé de cellulesde cellules présente dans la ZSG du gyrus denté positives au OX6 a été extrait du nombre estimépar rapport au groupe témoin de rats âgés. La par fractionneur optique.quantification du Ki-67 a été faite grâce à unestéréologie sans biais en utilisant le nombre Un traitement par NT-020 (NutraStem) augmenteestimé par le fractionneur optique. On trouvera la prolifération de progéniteurs neurals dans laégalement des sections représentatives du gyrus ZSVdenté montrant qu’il y a moins de cellules Ki-67 Pour déterminer si l’effet que l’on a puchez les vieux rats que chez les jeunes, mais que observer dans la ZSG peut également être observéchez les rats traités il y a une plus grande dans d’autres zones neurogènes, nous avonsprévalence de cellules marquées. Pour savoir si estimé le nombre de cellules prolifératrices danscette augmentation de la prolifération dans la la ZSV. Comme nous pouvons le voir sur la figureniche neurogène se traduit par une augmentation 5, il y a une diminution de la prolifération dans lade cellules différentiables dans la lignée ZSV liée à l’âge, et un mois de traitement par NT-neuronale, nous avons quantifié la coloration à la 020 (NutraStem) a été capable de raugmenter ledoublecortine, le marqueur de la lignée nombre de cellules prolifératrices. Desneuronale. Comme nous pouvons le remarquer micrographies représentatives sont inclus poursur la figure 3, la neurogenèse, quantifiée par les démontrer cet effet dans les différents groupes.cellules positives au double cortine, étaitsensiblement plus élevée chez le groupe de ratsâgés traité avec le NT-020 (NutraStem) que chez le
  9. 9. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011DISCUSSION génération de tumeurs, et il y a une incidence La présente étude in vivo a montré que le croissante du néoplasme15.NT-020 (NutraStem) était capable d’augmenter La plupart des influencesdes aspects de la fonction cognitive et la environnementales sur la prolifération des cellulesprolifération de cellules souches neurales dans les souches ont été examinées. Par exemple, il a étédeux principales niches à cellules souches du montré qu’un taux élevé de glucose26 créé unecerveau. Dans le lobe sous-granulaire du gyrus déficience au niveau de la prolifération desdenté, nous avons également démontré que la progéniteurs endothéliales. Une exposition àneurogenèse, indexé par le DCX est amélioré l’alcool peut également réduire lagrâce au NT-020 (NutraStem). De plus, un des neurogenèse27,28. Le stress oxydatif etchangements les plus flagrant découle de cette l’inflammation ont également un effet négatif suramélioration de la neurogenèse est le déclin du la prolifération de cellules souches29,30. Il a éténombre récepteur CMH de classe II, expression de clairement démontré que des facteurs circulantsla microglie. Notre hypothèse est que chez l’animal âgé influence le fonctionnement desl’environnement local de l’animal âgé a des effets cellules souches. Les études utilisant la parabioserégulateurs négatifs sur la prolifération des où la circulation de deux animaux avait étécellules souches ; certains de ces effets connectée ont montré que l’environnement d’unproviennent d’une activation de la microglie. rat âgé peut réduire la prolifération de cellules L’idée que le vieillissement serait une souches chez un jeune animal, et, vice versa, lamaladie des cellules souches a gagné en circulation d’un jeune rat peut avoir un effetpopularité. De considérables preuves ont pointé le rajeunissant sur les cellules souches d’un vieuxfait que les cellules souches, présentes dans tout rat31. Ainsi, il est clair que des facteurs négatifs dele corps, perdent de leur capacité à régénérer les régulation de la genèse des cellules souches sontorganes et les tissus. Par exemple, les cellules présents chez les animaux âgés. Notre hypothèsesouches hématopoïétiques de la moelle osseuse serait qu’un important régulateur négatif opérantchez des souris âgées ont un potentiel de dans un cerveau âgé relèverait d’unerepopulation réduit une fois transplantées chez augmentation des cytokines pro-inflammatoires etdes souris ayant été irradiées23. Ces auteurs ont d’autres facteurs tels que la microglie. Dans cetteégalement noté que la régulation épigénétique étude, nous avons montré qu’une des manièresdes voies de réponse à l’inflammation et au stress pour augmenter le fonctionnement des cellulesétait associée au changement de fonctionnement souches chez les animaux âgés passerait par lades cellules souches24. Une étude plus complémentation alimentaire. Le NT-020approfondie a identifié le p53 comme un facteur (NutraStem) augmente la prolifération de cellulescritique dans lequel un dosage du gène p53 régule progénitrices neurales à la fois dans la ZSV et lacette diminution du fonctionnement des cellules ZSG du gyrus denté. Il y a en simultané unsouches. Il est intéressant de remarquer que cet changement dans le nombre de microglieseffet au niveau de la moelle osseuse peut exprimant le CMH de classe 2, ce qui soutientégalement être translaté au système nerveux notre hypothèse consistant à dire que l’un descentral (SNC) car il a été montré que les souris aspects du mécanisme de l’action de cettemutantes surexprimant le gène p53 ont une manipulation alimentaire se fait via la microglie.sénescence précoce, une diminution de la Le rôle des cellules progénitrices dans leprolifération des cellules souches dans la ZSV et cerveau reste sujet à débat. Un des facteurs àune diminution de l’apprentissage au cours d’une considérer est que les cellules progénitricestâche d’apprentissage olfactif25. semblent avoir un effet rajeunissant lorsqu’ellesMalheureusement, l’effet positif, résultant d’une sont utilisées à des fins thérapeutiques chez desdiminution du gène p53, sur la prolifération des animaux âgés ou dans des modèles de maladies.cellules souches a l’effet contraire sur la Par exemple, lorsqu’une fraction mononucléaire de cellule provenant du sang de cordon ombilical
  10. 10. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.1011est utilisée pour le traitement d’un AVC32, d’une cognitive grâce à ce genre d’approchessclérose amyotrophique latérale (SLA)33, ou d’un thérapeutiques.processus de vieillissement normal34, elle joue un En résumé, il y a un nombre considérablerôle protecteur au niveau des neurones, réduit les d’indices qui s’accumulent pour dire que ledommages liés aux AVC, réduit les symptômes vieillissement est une maladie des cellules souchesmoteurs d’une SLA et améliore la neurogenèse et que l’un des facteurs qui influence ledans le cerveau âgé. Des traitements, dans des fonctionnement des cellules souches au cours duconditions similaires mais avec des fractions processus de vieillissement est un changement demononucléaires de cellules adultes matures n’ont l’environnement de ces cellules souches dans lepas de telles propriétés thérapeutiques, suggérant corps âgés. Un des changements qui apparaît avecqu’il y a quelque chose de différent avec des le vieillissement est l’augmentation des facteurscellules progénitrices immatures. Ainsi, le déclin circulants comme les cytokines, les chimiokines etdu nombre de cellules progénitrices avec l’âge les conditions locales des tissus. Cettepourrait être un facteur important soulignant la augmentation provoque une augmentation desréduction de l’aptitude du cerveau âgé à répondre facteurs pro-inflammatoires qui ont un effetaux blessures et pourrait également souligner la négatif sur le fonctionnement de toutes lesprobabilité d’apparition de maladies neuro- cellules, mais plus particulièrement sur les cellulesdégénératives. Les approches thérapeutiques qui progénitrices. De plus, il semblerait qu’il y aitaméliore le fonctionnement des cellules quelque chose de particulier à propos des cellulesprogénitrices, comme celle décrite dans cette progénitrices qui a un effet rajeunissant surétude, peuvent avoir des effets à large spectre l’environnement âgé. Ainsi, en améliorant lapour améliorer la santé du cerveau âgé et pas prolifération et le fonctionnement des cellulesseulement en augmentant le nombre de neurones progénitrices, comme ce qui a été fait avec le NT-dans le gyrus denté et le bulbe olfactif, connu 020 (NutraStem), on exerce une influence positivecomme les cibles de la ZSG et la ZSV. Nous avons sur les niches de cellules souches et on peut avoirdémontré que le NT-020 (NutraStem) augmente la des effets bénéfiques sur les organes simplementprolifération de cellules dans ces deux niches à en remplaçant les cellules endommagées, commecellules souches et entraine une réduction du cela a été démontré avec l’amélioration de lanombre de rats subissant une déficience cognitive fonction cognitive.liée à l’âge après 1 mois de traitement. A l’âge de20 mois, les scores cognitifs sont très étalés et REMERCIEMENTSenviron 30 % des rats sont considérés comme Ce travail a été financé par des bourses duayant une fonction cognitive déficiente liée à National Institute of Health (NIH) PO1AG04418 etl’âge22, et cela suggère que même les rats MH-070430 (P.C.B.) et l’US Veteransappartenant à la tranche supérieure à la normale Administration Medical Research Service (P.C.B /)pourrait bénéficier de certaines améliorationDéclaration des auteurs improve cerebellar physiology and motor Learning in aged P.C.B. et P.R.S. sont les fondateurs de rats. Brain Res 2000;866:211-217. 4 Gemma C, Mesches MH, Sepesi B, Choo K, Holmes DB,NaturaTherapeutics, Inc. Bickford PC. Diets enriched in foods with high antioxidant1 activity reverse age-induced decreases in cerebellar beta- Floyd RA, Hensley K. Oxidative stress in brain aging. adrenergic function and increases in proinflammatoryImplication for therapeutics of neurodegenerative diseases. cytokines. J Neurosci 2002;22:6114-120.Neurobiol Aging 2002;23:795-807. 5 Liu J, Atamna H, Kuratsune H, Ames BN. Delaying brain2 Arnaiz E, Almkvist O. Neuropsychological features or mild mitochondrial decay and aging with mitochondrialcognitive impairment and preclinical Alzheimer’s disease. antioxidants and metabolities. Ann NY Acad SciActa Neurol Scand Suppl 2003;179:34-41. 2002;959:133-166.3 Bickford PC, Gould T, Briederick L, Chadman K, Pollock A,Young D, Shukitt-Hale B, Joseph J. Antioxidant-rich diets
  11. 11. REJUVENATION RESEARCH ª Mary Ann Liebert, Inc.Volume 13, Number 5, 2010 DOI: 10.1089/rej.2009.10116 Maguire EA, Frith CD. Aging affects the engagement of the Abrous DN. Spatial memory performances of aged rats in thehippocampus during autobiographical memory retrieval. water maze predict levels of hippocampal neurogenesis. ProcBrain 2003;126(Pt 7):1511-1523. Natl Acad Sci USA 2003;100:14385-14390. 2003;100:143857 23 Coultrap SJ, Bickford PC, Browning MD. Blueberry Blueberry-enriched Chambers SM, Goodell MA. Hematopoietic stem cell aging:diet améliorâtes age-related declines in NMDA receptor- related Wrinkles in stem cell potential. Stem Cell Rev 2007;3:201-211. 2007;3:201 24dependent LTP. Age (Dordr) 2008;30:263 2008;30:263-272. Dumble M, Moore L, Chambers SM, Geiger H, Van Zant G,8 Bergolf E, Small BJ, Bickford PC, Stromberg I. Beneficial Goodell MA, Donehower LA. 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