Les bénéfices cliniques potentiels du Fucoidan de Laminaria japonica : Principes actifs, mécanismes d’action et recherche émergente

Introduction

Le fucoidan désigne un groupe biologiquement actif de polysaccharides sulfatés présents dans les parois cellulaires d’algues brunes telles que Laminaria japonica. Les molécules complexes de fucoïdane sont composées de résidus de fucose sulfatés, d’acide glucuronique, d’acide galacturonique et d’autres monosaccharides. Des recherches approfondies suggèrent que le fucoïdane a un large éventail d’effets pharmacologiques pertinents pour la santé humaine. Il s’agit notamment de propriétés prébiotiques, anti-inflammatoires, antivirales, anticoagulantes, antioxydantes, immunomodulatrices et anticancéreuses potentielles.

Principes actifs

Le fucoïdane contient plusieurs composés bioactifs qui sont à l’origine de son vaste potentiel thérapeutique :

  • Polysaccharides sulfatés – Ils forment l’épine dorsale du fucoidan et sont constitués d’unités répétitives de fucose sulfaté et d’autres sucres. Les polysaccharides sulfatés modulent divers récepteurs cellulaires, enzymes et médiateurs immunitaires pour exercer les effets biologiques du fucoidan (1).
  • Fucose – Le L-fucose est un sucre désoxyhexose à 6 carbones qui représente environ 30 à 40 % du polymère du fucoidan. Les résidus d’α-L-fucose servent de source d’énergie aux bactéries prébiotiques commensales telles que les bifidobactéries et certaines espèces de lactobacilles (2).
  • Acides uroniques – Les résidus d’acide glucuronique et galacturonique confèrent une charge négative au fucoidan grâce à leurs groupes carboxyles. Cette charge est essentielle pour les interactions avec les protéines chargées positivement afin d’assurer la médiation des bioactivités du fucoidan (3).
  • Groupes acétyles – Certains fucoidans contiennent des groupes O-acétyles, qui peuvent influencer l’activité biologique en modifiant les conformations moléculaires (4).

Mécanismes d’action

Des recherches approfondies in vitro et chez l’animal ont révélé plusieurs mécanismes clés qui sous-tendent le vaste potentiel thérapeutique du fucoïdane :

Modulation du microbiome

  • Les résidus α-L-fucose du fucoïdane servent de source d’énergie pour les bactéries prébiotiques commensales telles que les bifidobactéries et certaines espèces de lactobacilles. Cela permet de rétablir une flore intestinale normale, d’augmenter la diversité microbienne et de rééquilibrer la dysbiose (5).
  • Le fucoidan peut également inhiber l’adhésion et la colonisation par des bactéries pathogènes telles que Helicobacter pylori grâce à des effets antiadhésifs bactériens (6).

Effets anti-inflammatoires

  • Le fucoidan bloque le recrutement des leucocytes par la sélectine, inhibant ainsi l’inflammation dans des conditions telles que les maladies inflammatoires de l’intestin et l’arthrite (7, 8).
  • Il inhibe l’activité des enzymes pro-inflammatoires telles que la cyclooxygénase-2 (COX-2), la lipoxygénase (LOX) et les métalloprotéinases matricielles (MMP) (9).
  • Les cytokines inflammatoires clés telles que le TNF-α, l’IL-1β, l’IL-6 et l’IL-8 sont régulées à la baisse par le fucoïdan par le biais d’effets sur les voies NF-kB et MAPK (10).

Immunomodulation

  • Le fucoidan induit la maturation des cellules dendritiques et des macrophages et améliore la présentation de l’antigène aux cellules T (11).
  • Il stimule la prolifération et l’activité des cellules tueuses naturelles (NK), renforçant ainsi l’immunité antitumorale et antivirale (12).
  • Le fucoidan modifie l’équilibre des réponses immunitaires Th2 à Th1, ce qui a des répercussions sur les allergies et l’auto-immunité (13).

Effets anticancéreux

  • Le fucoïdan a des effets anti-prolifératifs sur de nombreuses lignées cellulaires cancéreuses en induisant l’arrêt du cycle cellulaire et l’apoptose par les voies de la caspase, du MAPK et du PI3K/Akt (14).
  • Il inhibe l’angiogenèse et les métastases et régule à la baisse les oncogènes tels que c-myc tout en régulant à la hausse les gènes suppresseurs de tumeurs (15).
  • Le fucoidan renforce la cytotoxicité des cellules dendritiques et des cellules NK contre les cellules tumorales (16).

Conclusion

Bien que les données précliniques soient prometteuses, des essais contrôlés randomisés bien conçus sont nécessaires pour vérifier la sécurité et l’efficacité cliniques du fucoïdane chez l’homme. Des défis tels que la biodisponibilité, la pharmacocinétique et le dosage optimal nécessitent également des recherches supplémentaires pour que le fucoidan devienne une thérapie efficace et fondée sur des preuves. Cependant, la variété des mécanismes par lesquels le fucoidan module la physiologie humaine en fait certainement un candidat intéressant pour la prévention ou le traitement de diverses maladies chroniques.

Références:

1. Fitton JH, Stringer DN, Karpiniec SS. Therapies from Fucoidan: An Update. Mar Drugs. 2015;13(9):5920-5946. 2. Lim JS, Park HJ, Kim MK, et al. Effectiveness of Low-Molecular-Weight Fucoidan as a Prebiotic on Intestinal Microbiota and Immune Responses in Mice. Pharmaceuticals (Basel). 2020;13(9):242. 3. Li B, Lu F, Wei X, Zhao R. Fucoidan: structure and bioactivity. Molecules. 2008;13(8):1671-95. 4. Synytsya A, Kim WJ, Kim SM, et al. Structure and antitumour activity of fucoidan isolated from sporophyll of Korean brown seaweed Undaria pinnatifida. Carbohydr Polym. 2010;81(1):41-8. 5. Lim JS, Park HJ, Kim MK, et al. Effectiveness of Low-Molecular-Weight Fucoidan as a Prebiotic on Intestinal Microbiota and Immune Responses in Mice. Pharmaceuticals (Basel). 2020;13(9):242. 6. Fitton JH, Stringer DN, Karpiniec SS. Therapies from Fucoidan: An Update. Mar Drugs. 2015;13(9):5920-5946. 7. Maruyama H, Tamauchi H, Hashimoto M et al. Suppression of Th2 immune responses by Mekabu fucoidan from Undaria pinnatifida sporophylls. Int Arch Allergy Immunol. 2005;137 Suppl 1:289-94. 8. Park HY, Han MH, Park C, et al. Anti-inflammatory effects of fucoidan through inhibition of NF-κB, MAPK and Akt activation in lipopolysaccharide-induced BV2 microglia cells. Food Chem Toxicol. 2011;49(8):1745-52. 9. Fitton JH. Therapies from fucoidan: an update. Mar Drugs. 2011;9(10):1731-60. 10. Fitton JH, Stringer DN, Karpiniec SS. Therapies from Fucoidan: An Update. Mar Drugs. 2015;13(9):5920-5946. 11. Maruyama H, Tamauchi H, Hashimoto M, Nakano T. Antitumor activity and immune response of Mekabu fucoidan extracted from Sporophyll of Undaria pinnatifida. In Vivo. 2003;17(3):245-9. 12. Ale MT, Mikkelsen JD, Meyer AS. Important determinants for fucoidan bioactivity: a critical review of structure-function relations and extraction methods for fucose-containing sulfated polysaccharides from brown seaweeds. Mar Drugs. 2011;9(10):2106-30. 13. Maruyama H, Tamauchi H, Hashimoto M, Nakano T. Suppression of Th2 immune responses by Mekabu fucoidan from Undaria pinnatifida sporophylls. Int Arch Allergy Immunol. 2005;137 Suppl 1:289-94. 14. Ale MT, Maruyama H, Tamauchi H, Mikkelsen JD, Meyer AS. Fucoidan from Sargassum sp. and Fucus vesiculosus reduces cell viability of lung carcinoma and melanoma cells in vitro and activates natural killer cells in mice in vivo. Int J Biol Macromol. 2011;49(3):331-6. 15. Hyun JH, Kim SC, Kang JI, Kim MK, Boo HJ, Kwon JM, Koh YS, Hyun JW, Park DB, Yoo ES, Kang HK. Apoptosis inducing activity of fucoidan in HCT-15 colon carcinoma cells. Biol Pharm Bull. 2009;32(10):1760-4. 16. Maruyama H, Tamauchi H, Hashimoto M, Nakano T. Antitumor activity and immune response of Mekabu fucoidan extracted from Sporophyll of Undaria pinnatifida. In Vivo. 2003;17(3):245-9.

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