Action santé de la chondroïtine?

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Sturgeon (Acipenser)-Derived Chondroitin Sulfate Suppresses Human Colon Cancer HCT-116 Both In Vitro and In Vivo by Inhibiting Proliferation and Inducing Apoptosis
by Ruiyun Wu Nutrients 2020, 12(4), 1130;

Chondroitin sulfate (CS), mainly present in the cartilage and bone of animals, is known as a potential food-derived bioactive that has several biological functions, such as anti-arthritic and anti-inflammatory activity. Sturgeon (Acipenser), an important fishery resource in China, contains an abundance of CS in their cartilage. In our previous study, we have extracted and purified CS from sturgeon cartilage. Herein, we further investigate the health benefits of sturgeon-derived chondroitin sulfate (SCS), especially for colorectal cancer treatment.

The in vitro study indicated that SCS could inhibit the proliferation of the human colon cancer cell line HCT-116 in a dose-dependent manner, which was associated with cell cycle arrest. In addition, SCS also led to extensive cellular apoptosis in colon cancer cell HCT-116 cells. Meanwhile, an in vivo study showed that SCS treatment significantly inhibited the tumor development of xenograft HCT-116 in mice via proliferation suppression and apoptosis induction. Further, a mechanistic study demonstrated that the apoptosis induction was mainly due to the activation of the Bcl-2 family-associated mitochondrial pathway.

Overall, our results provided a basis for SCS as a promising agent against colon cancer.

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Traduction de l'étude

Le sulfate de chondroïtine dérivé de l'esturgeon (Acipenser) supprime le cancer du côlon humain HCT-116 à la fois in vitro et in vivo en inhibant la prolifération et en provoquant l'apoptose
par Ruiyun Wu Nutrients 2020, 12 (4), 1130;

Le sulfate de chondroïtine (CS), principalement présent dans le cartilage et les os des animaux, est connu comme un bioactif potentiel d'origine alimentaire qui a plusieurs fonctions biologiques, telles que l'activité anti-arthritique et anti-inflammatoire. L'esturgeon (Acipenser), une ressource halieutique importante en Chine, contient une abondance de CS dans son cartilage. Dans notre étude précédente, nous avons extrait et purifié le CS du cartilage d'esturgeon. Ici, nous étudions davantage les avantages pour la santé du sulfate de chondroïtine dérivé d'esturgeon (SCS), en particulier pour le traitement du cancer colorectal.

L'étude in vitro a indiqué que le SCS pouvait inhiber la prolifération de la lignée cellulaire de cancer du côlon humain HCT-116 d'une manière dépendante de la dose, ce qui était associé à l'arrêt du cycle cellulaire. En outre, SCS a également conduit à une apoptose cellulaire étendue dans les cellules HCT-116 des cellules cancéreuses du côlon. Parallèlement, une étude in vivo a montré que le traitement par SCS inhibait de manière significative le développement tumoral de la xénogreffe HCT-116 chez la souris via la suppression de la prolifération et l'induction de l'apoptose. De plus, une étude mécanistique a démontré que l'induction de l'apoptose était principalement due à l'activation de la voie mitochondriale associée à la famille Bcl-2.

Dans l'ensemble, nos résultats ont fourni une base pour SCS en tant qu'agent prometteur contre le cancer du côlon.

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The role of chondroitin sulfate to bone healing indicators and compressive strength
Herry Wibowo J Basic Clin Physiol Pharmacol . 2021 Jun 25;32(4):631-635.

Objectives: The function of bone is to protect the vital organs of the body. Mechanical strength, especially compressive strength, plays an important role in fulfilling its function. Fracture healing depends on several substances, such as collagen, glucosaminoglycane and proteoglycan. Chondroitin sulfate as part of proteoglycane is an important component in the formation of callus in fracture healing. The aim of this study is to prove chondroitin sulfate role in supporting fracture healing.

Methods: The in vivo experiment has been performed to Rattus novergicus which met the inclusion criteria (age 3 months, 200-300 g weight), 18 males of R. norvegicus, Wistar strain, were divided into three equal groups of six rats each. After being anesthetized, fracturation was performed in a sterile manner to get simple fracture. The area of dissection is in half length of tibial bone and the fracture incision is about 1 cm. Then it followed by immobilization of the lower leg bone on one side with a cast. The first group was given chondroitin sulfate 7 mg in 2 mL distilled water/200 g weight for 2 weeks. The second group was given chondroitin sulfate 7 mg in 2 mL distilled water/200 g weight for 4 weeks. The third group was given distilled water. This research was focused on treatment of cartilage. The callus position is in half length of tibial bone.

Results: There were significant differences in the increase of TGF-β, the number of osteoblasts and callus compressive strength in the groups with chondroitin sulfate treatment for 2 and 4 weeks, compared to the control group (p<0.01).

Conclusions: Administering chondroitin sulfate in a dose of 7 mg in 2 mL distilled water for 2 and 4 weeks may increase production of TGF-β, the osteoblast numbers and the callus compressive strength in fracture healing.

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Traduction de l'étude

Le rôle du sulfate de chondroïtine dans les indicateurs de cicatrisation osseuse et la résistance à la compression
Herry Wibowo J Basic Clin Physiol Pharmacol . 2021 juin 25;32(4):631-635.

Objectifs : La fonction de l'os est de protéger les organes vitaux du corps. La résistance mécanique, en particulier la résistance à la compression, joue un rôle important dans l'accomplissement de sa fonction. La cicatrisation des fractures dépend de plusieurs substances, telles que le collagène, le glucosaminoglycane et le protéoglycane. Le sulfate de chondroïtine dans le cadre du protéoglycane est un composant important dans la formation de callosités dans la guérison des fractures. Le but de cette étude est de prouver le rôle du sulfate de chondroïtine dans le soutien de la cicatrisation des fractures.

Méthodes : L'expérience in vivo a été réalisée sur Rattus novergicus qui remplissait les critères d'inclusion (âge 3 mois, poids 200-300 g), 18 mâles de R. norvegicus, souche Wistar, ont été divisés en trois groupes égaux de six rats chacun. Après avoir été anesthésié, la fracturation a été réalisée de manière stérile pour obtenir une fracture simple. La zone de dissection est dans la moitié de l'os tibial et l'incision de la fracture est d'environ 1 cm. Ensuite, il s'en est suivi une immobilisation de l'os de la jambe inférieure d'un côté avec un plâtre. Le premier groupe a reçu 7 mg de sulfate de chondroïtine dans 2 ml d'eau distillée/poids de 200 g pendant 2 semaines. Le deuxième groupe a reçu 7 mg de sulfate de chondroïtine dans 2 ml d'eau distillée/poids de 200 g pendant 4 semaines. Le troisième groupe a reçu de l'eau distillée. Cette recherche était axée sur le traitement du cartilage. La position du cal est à mi-longueur de l'os tibial.

Résultats : Il y avait des différences significatives dans l'augmentation du TGF-β, le nombre d'ostéoblastes et la résistance à la compression des cals dans les groupes avec un traitement au sulfate de chondroïtine pendant 2 et 4 semaines, par rapport au groupe témoin (p<0,01).

Conclusions : L'administration de sulfate de chondroïtine à une dose de 7 mg dans 2 mL d'eau distillée pendant 2 et 4 semaines peut augmenter la production de TGF-β, le nombre d'ostéoblastes et la résistance à la compression du cal dans la cicatrisation des fractures.

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Identification of the Effects of Chondroitin Sulfate on Inhibiting CDKs in Colorectal Cancer Based on Bioinformatic Analysis and Experimental Validation
Yingyu Zhou Front Oncol . 2021 Sep 14;11:705939.

With a high occurrence rate and high mortality, the treatment of colorectal cancer (CRC) is increasingly attracting the attention of scholars. Hub genes that determine the phenotypes of CRC become essential for targeted therapy. In the present study, the importance of cyclin-dependent kinases (CDKs) on the occurrence of CRC was identified by data mining of The Cancer Genome Atlas (TCGA) and Gene Expression Omnibus (GEO).

The results showed that the gene expression levels of CDK1, CDK4, and CDK6 were obviously changed in different stages of CRC. Among the CDKs, CDK4 was suggested as an independent risk factor for CRC based on Cox analysis. Furthermore, chondroitin sulfate (CS), a kind of dietary supplement to treat osteoarthritis, was predicted to treat CRC based on its chemical structure and GEO datasets. Cell assay experiments with the human CRC cell line HCT-116 also verified this prediction.

CS inhibited the gene and protein expression levels of CDKs and increased the ratios of apoptotic or dead HCT-116 cells by regulating mitogen-activated protein (MAP) kinase pathways. Our data highlight the essential roles of CDKs in CRC carcinogenesis and the effects of CS on treating CRC, both of which will contribute to the future CRC treatment.

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Traduction de l'étude

Identification des effets du sulfate de chondroïtine sur l'inhibition des CDK dans le cancer colorectal sur la base d'une analyse bioinformatique et d'une validation expérimentale
Oncol avant Yingyu Zhou . 14 sept. 2021;11:705939.

Avec un taux d'occurrence élevé et une mortalité élevée, le traitement du cancer colorectal (CCR) attire de plus en plus l'attention des chercheurs. Les gènes hub qui déterminent les phénotypes du CCR deviennent essentiels pour une thérapie ciblée. Dans la présente étude, l'importance des kinases dépendantes de la cycline (CDK) sur la survenue du CCR a été identifiée par l'exploration de données de The Cancer Genome Atlas (TCGA) et Gene Expression Omnibus (GEO).

Les résultats ont montré que les niveaux d'expression génique de CDK1, CDK4 et CDK6 étaient évidemment modifiés à différents stades du CRC. Parmi les CDK, CDK4 a été suggéré comme facteur de risque indépendant de CCR sur la base de l'analyse de Cox. En outre, le sulfate de chondroïtine (CS), une sorte de complément alimentaire pour traiter l'arthrose, a été prédit pour traiter le CCR en fonction de sa structure chimique et des ensembles de données GEO. Des expériences de dosage cellulaire avec la lignée cellulaire de CRC humain HCT-116 ont également vérifié cette prédiction.

CS a inhibé les niveaux d'expression génique et protéique des CDK et augmenté les ratios de cellules HCT-116 apoptotiques ou mortes en régulant les voies de la protéine kinase activée par les mitogènes (MAP). Nos données mettent en évidence les rôles essentiels des CDK dans la carcinogenèse du CCR et les effets du CS sur le traitement du CCR, qui contribueront tous deux au futur traitement du CRC.

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Chondroitin sulfate alleviates osteoporosis caused by calcium deficiency by regulating lipid metabolism
Tianshu Liu, Nutrition & Metabolism volume 20, Article number: 6 (2023)

The use of non-drug intervention for calcium deficiency has attracted attention in recent years. Although calcium carbonate is the preferred raw material for calcium supplementation, there are few reports on the mechanism of the combined action of chondroitin sulfate and calcium to alleviate osteoporosis from the perspective of gut microbiota and metabolomics. In this study, a rat model of osteoporosis was established by feeding a low-calcium diet. The intestinal microbiota abundance, fecal and plasma metabolite expression levels of rats fed a basal diet, a low-calcium diet, a low-calcium diet plus calcium carbonate, and a low-calcium diet plus chondroitin sulfate were compared.

The results showed that compared with the low calcium group, the calcium content and bone mineral density of femur were significantly increased in the calcium carbonate and chondroitin sulfate groups. 16 S rRNA sequencing and metabolomics analysis showed that chondroitin sulfate intervention could reduce short-chain fatty acid synthesis of intestinal flora, slow down inflammatory response, inhibit osteoclast differentiation, promote calcium absorption and antioxidant mechanism, and alleviate osteoporosis in low-calcium feeding rats. Correlation analysis showed that the selected intestinal flora was significantly correlated with metabolites enriched in feces and plasma. This study provides scientific evidence of the potential impact of chondroitin sulfate as a dietary supplement for patients with osteoporosis.

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Traduction de l'étude

Le sulfate de chondroïtine atténue l'ostéoporose causée par une carence en calcium en régulant le métabolisme des lipides
Tianshu Liu, Nutrition & Métabolisme volume 20, Numéro d'article : 6 (2023)

L'utilisation d'interventions non médicamenteuses pour la carence en calcium a attiré l'attention ces dernières années. Bien que le carbonate de calcium soit la matière première préférée pour la supplémentation en calcium, il existe peu de rapports sur le mécanisme de l'action combinée du sulfate de chondroïtine et du calcium pour soulager l'ostéoporose du point de vue du microbiote intestinal et de la métabolomique. Dans cette étude, un modèle de rat de l'ostéoporose a été établi en nourrissant un régime pauvre en calcium. L'abondance du microbiote intestinal, les niveaux d'expression des métabolites fécaux et plasmatiques de rats nourris avec un régime de base, un régime pauvre en calcium, un régime pauvre en calcium plus carbonate de calcium et un régime pauvre en calcium plus sulfate de chondroïtine ont été comparés.

Les résultats ont montré que par rapport au groupe pauvre en calcium, la teneur en calcium et la densité minérale osseuse du fémur étaient significativement augmentées dans les groupes carbonate de calcium et sulfate de chondroïtine. Le séquençage de l'ARNr 16 S et l'analyse métabolomique ont montré que l'intervention du sulfate de chondroïtine pouvait réduire la synthèse des acides gras à chaîne courte de la flore intestinale, ralentir la réponse inflammatoire, inhiber la différenciation des ostéoclastes, favoriser l'absorption du calcium et le mécanisme antioxydant et atténuer l'ostéoporose chez les rats à faible teneur en calcium. L'analyse de corrélation a montré que la flore intestinale sélectionnée était significativement corrélée avec les métabolites enrichis en fèces et en plasma. Cette étude fournit des preuves scientifiques de l'impact potentiel du sulfate de chondroïtine en tant que complément alimentaire pour les patients atteints d'ostéoporose.

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Loss of chondroitin sulfate proteoglycan sulfation allows delayed sympathetic reinnervation after cardiac ischemia–reperfusion
Matthew R. Blake Physiological Reports 24 May 2023

Sympathetic nerve loss in the heart predicts the risk of ventricular arrhythmias after myocardial infarction (MI) in patients. Sympathetic denervation after cardiac ischemia–reperfusion is sustained by matrix components chondroitin sulfate proteoglycans (CSPGs) in the cardiac scar. We showed that 4,6-sulfation of CSPGs was critical for preventing nerve growth into the scar. Promoting early reinnervation with therapeutics reduces arrhythmias during the first 2 weeks after MI, but the longer-term consequences of restoring innervation are unknown. Therefore, we asked if the beneficial effects of early reinnervation were sustained. We compared cardiac function and arrhythmia susceptibility 40 days after MI in mice treated on Days 3–10 with vehicle or with intracellular sigma peptide to restore innervation. Surprisingly, both groups had normal innervation density in the cardiac scar 40 days after MI, indicating delayed reinnervation of the infarct in vehicle-treated mice. That coincided with similar cardiac function and arrhythmia susceptibility in the two groups. We investigated the mechanism allowing delayed reinnervation of the cardiac scar. We found that CSPG 4,6-sulfation, which is elevated early after ischemia–reperfusion, was reduced to control levels allowing reinnervation of the infarct. Thus, remodeling of extracellular matrix weeks after injury leads to remodeling of sympathetic neurons in the heart.

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Traduction de l'étude

La perte de sulfatation des protéoglycanes sulfate de chondroïtine permet une réinnervation sympathique retardée après une ischémie-reperfusion cardiaque
Matthew R. Blake Rapports physiologiques 24 mai 2023

La perte du nerf sympathique dans le cœur prédit le risque d'arythmies ventriculaires après un infarctus du myocarde (IM) chez les patients. La dénervation sympathique après ischémie-reperfusion cardiaque est soutenue par les composants de la matrice, les protéoglycanes de sulfate de chondroïtine (CSPG) dans la cicatrice cardiaque. Nous avons montré que la 4,6-sulfatation des CSPG était essentielle pour empêcher la croissance nerveuse dans la cicatrice. La promotion de la réinnervation précoce avec des thérapeutiques réduit les arythmies au cours des 2 premières semaines après l'infarctus du myocarde, mais les conséquences à plus long terme de la restauration de l'innervation sont inconnues. Par conséquent, nous avons demandé si les effets bénéfiques de la réinnervation précoce étaient maintenus. Nous avons comparé la fonction cardiaque et la sensibilité à l'arythmie 40 jours après l'IM chez des souris traitées les jours 3 à 10 avec un véhicule ou avec un peptide sigma intracellulaire pour restaurer l'innervation. Étonnamment, les deux groupes avaient une densité d'innervation normale dans la cicatrice cardiaque 40 jours après l'infarctus du myocarde, indiquant une réinnervation retardée de l'infarctus chez les souris traitées avec le véhicule. Cela a coïncidé avec une fonction cardiaque et une susceptibilité aux arythmies similaires dans les deux groupes. Nous avons étudié le mécanisme permettant la réinnervation retardée de la cicatrice cardiaque. Nous avons constaté que la 4,6-sulfatation du CSPG, qui est élevée tôt après l'ischémie-reperfusion, était réduite à des niveaux témoins permettant la réinnervation de l'infarctus. Ainsi, le remodelage de la matrice extracellulaire des semaines après la blessure conduit au remodelage des neurones sympathiques dans le cœur

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Chondroitin Sulfate Alleviated Obesity by Modulating Gut Microbiota and Liver Metabolome in High-Fat-Diet-Induced Obese Mice
Ruichang Gao J. Agric. Food Chem. 2023, 71, 24, 9419–9428

Chondroitin sulfate (CS) is a special bioactive substance with lipid metabolism regulation functions; its molecular mechanisms, however, need further study. This study aimed to study the role of gut microbiota and liver metabolome in the anti-obesity effects of CS. The results demonstrated that CS significantly reduced body weight gain and alleviated insulin resistance and dyslipidemia induced by high-fat diet treatment. Moreover, CS interestingly increased the content of Firmicutes in intestinal microbiota. Further studies showed that there were 11 different metabolites involved in metabolic pathways, including the unsaturated fatty acid biosynthesis pathway, primary bile acid biosynthesis, and taurine and hypotaurine metabolism. In addition, Spearman’s correlation analysis indicated that the anti-obesity effect of CS is closely related to liver metabolic regulation. Overall, these results provide a possible molecular mechanism by which CS reduces body weight and lipid accumulation.

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Traduction de l'étude

Le sulfate de chondroïtine a atténué l'obésité en modulant le microbiote intestinal et le métabolome hépatique chez des souris obèses induites par un régime riche en graisses
Ruichang Gao J. Agric. Chimie alimentaire. 2023, 71, 24, 9419–9428

Le sulfate de chondroïtine (CS) est une substance bioactive spéciale avec des fonctions de régulation du métabolisme des lipides ; ses mécanismes moléculaires nécessitent toutefois une étude plus approfondie. Cette étude visait à étudier le rôle du microbiote intestinal et du métabolome hépatique dans les effets anti-obésité du CS. Les résultats ont démontré que le CS réduisait de manière significative le gain de poids corporel et atténuait la résistance à l'insuline et la dyslipidémie induites par un régime alimentaire riche en graisses. De plus, CS a augmenté de manière intéressante la teneur en Firmicutes du microbiote intestinal. D'autres études ont montré qu'il y avait 11 métabolites différents impliqués dans les voies métaboliques, y compris la voie de biosynthèse des acides gras insaturés, la biosynthèse des acides biliaires primaires et le métabolisme de la taurine et de l'hypotaurine. De plus, l'analyse de corrélation de Spearman a indiqué que l'effet anti-obésité du CS est étroitement lié à la régulation métabolique du foie. Dans l'ensemble, ces résultats fournissent un mécanisme moléculaire possible par lequel CS réduit le poids corporel et l'accumulation de lipides.