L’insuffisance cardiaque est un problème de santé publique qui a un impact significatif sur la gestion quotidienne et la qualité de vie de nombreuses personnes affectées2. La dépression majeure dans l’insuffisance cardiaque chronique et son rôle croissant dans la mortalité liée à l’insuffisance cardiaque est un problème supplémentaire3. Bien que les champignons magiques aient été utilisés dans les temps anciens et récents pour la guérison de l’esprit et qu’ils soient connus pour améliorer la qualité de vie, leur innocuité dans les maladies cardiovasculaires telles que l’insuffisance cardiaque n’est pas connue. Notre étude a examiné pour la première fois les effets des extraits à l’eau chaude et à l’eau froide des champignons magiques Panaeolus cyanescens et Psilocybe cubensis sur l’ET-1, un inducteur physiologique majeur de changements hypertrophiques in vitro sur des cardiomyocytes H9C2 de rat, où nous évaluons la sécurité ou la capacité des extraits à exacerber ces effets. Le modèle de protocole in vitro de cellules cardiomyoblastes H9C2 utilisé dans l’étude a été choisi en raison de leur capacité établie et prouvée à présenter des réponses physiologiques utiles dans la découverte de médicaments pour la médecine cardiovasculaire17. Les résultats de l’étude ont démontré que le traitement avec l’ET-1 a augmenté de manière significative la taille des cellules, les niveaux de BNP des cellules stimulées et a diminué de manière significative l’activité mitochondriale comme indiqué par la viabilité des cellules par rapport aux cellules NO-ET1 non induites. Ces effets étaient en accord avec des études précédentes indiquant une hypertrophie cellulaire réussie induite par l’ET-1 dans notre étude18.
Les extraits aqueux des champignons P. cubensis et Pan cyanescens ont réduit de manière significative les mesures de taille cellulaire induites par l’ET-1 des cellules traitées même que le contrôle positif, ambrisentan, qui bloque sélectivement le récepteur ETA et inhibe les propriétés pro-hypertrophiques de l’ET-1. Les quatre extraits d’eau ont également réduit de manière significative les concentrations de BNP induites par l’ET-1, l’un des peptides marqueurs bien connus de l’insuffisance cardiaque. Par conséquent, les quatre extraits ont inversé les deux principaux indices d’hypertrophie (taille des cellules et niveaux de BNP) induits par l’ET-1 de manière significative aux concentrations utilisées. De plus, les quatre extraits aqueux des deux champignons magiques ont également amélioré l’activité mitochondriale des cellules en augmentant le pourcentage de viabilité cellulaire des cellules induites par l’ET-1 de manière dose-dépendante, tout comme le contrôle positif, l’ambrisentan, ce qui indique une sécurité aux concentrations étudiées dans l’étude. En outre, les deux extraits de P. cubensis et l’extrait à l’eau chaude de champignons Pan cyanescens ont réduit la concentration de TNF-α dans les cellules traitées par rapport aux cellules témoins induites par l’ET-1, tandis que l’eau froide de Pan cyanescens l’a légèrement augmentée de manière non significative. Le TNF-α est une cytokine pro-inflammatoire clé qui est connue pour favoriser les dysfonctionnements cardiaques et contribuer à l’insuffisance cardiaque19. En réduisant le TNF-α, les trois extraits ont démontré une sécurité potentielle dans les conditions d’insuffisance cardiaque.
De nombreuses études ont établi que les ROS jouent un rôle très important dans la progression des maladies cardiovasculaires telles que l’insuffisance cardiaque en induisant un stress oxydatif qui entraîne à son tour des lésions cellulaires et tissulaires20. Les radicaux superoxyde et hydroxyle font partie des ROS les plus importants qui provoquent des lésions toxiques dans le corps humain21. Dans notre étude, nous avons mesuré les niveaux de ROS, en particulier les radicaux superoxyde et hydroxyle, pendant 1 h de traitement après 2 h de stimulation par l’ET-1. Les résultats ont montré que les quatre extraits de champignons aquatiques ont inversé les niveaux de ROS induits par l’ET-1 de manière significative, comme le contrôle positif, par rapport aux cellules de contrôle induites par l’ET-1. En diminuant les niveaux de ROS, les extraits ont démontré une sécurité et un effet protecteur contre le stress oxydatif induit par l’ET-1 qui sera bénéfique dans l’insuffisance cardiaque.
De plus, la diminution des ROS observée avec les extraits n’était pas due à une toxicité basée sur l’augmentation positive du taux de croissance cellulaire (Fig. 4) où le % de viabilité des cellules a continué à augmenter après 1 h de traitement. Cependant, il était également très intéressant de percevoir les différences entre les extraits aqueux des deux champignons sur l’analyse du taux de croissance cellulaire par rapport aux cellules NO-ET-1. Les cellules traitées avec l’extrait de P. cubensis après 1 h ont continué à croître à un taux proche de celui du contrôle positif, de l’ambrisentan et des cellules NO-ET1 alors que l’extrait aqueux de Pan cyanescens a conduit à une réduction du taux de croissance cellulaire encore plus lente que celle observée avec les cellules de contrôle induites par l’ET-1. Cet effet a montré que, bien que les extraits aqueux de Pan cyanescens réduisent les niveaux de ROS, ils contiennent également d’autres composés qui diminuent le taux de croissance cellulaire. Cependant, on sait que les champignons Pan cyanescens sont uniques en ce qu’ils possèdent des niveaux très élevés d’urée en plus de la psilocybine, de la psilocine, de la baeocystine et d’autres composés généralement connus pour être présents dans les champignons magiques22. L’urée est également connue pour induire un retard du cycle cellulaire et favoriser un taux d’accroissement lent des cellules en phase logarithmique de croissance23. Cela pourrait être la raison d’une telle réduction du taux de croissance cellulaire observée avec le traitement aux extraits aqueux de Pan cyanescens par rapport aux autres échantillons. Cependant, nous avons également observé un changement d’amélioration à partir de 12 heures dans le taux de croissance des deux extraits d’eau de Pan cyanescence, de sorte que l’eau froide a présenté le taux de croissance le plus élevé à la 48e heure de traitement. La prudence est cependant nécessaire avec des concentrations plus élevées d’extraits d’eau de champignon Pan cyanescens, car ils peuvent avoir le potentiel d’induire un retard du cycle cellulaire dans la première heure après la consommation.
Pour approfondir la sécurité des extraits sur les lésions cellulaires, les résultats ont montré que les cardiomyocytes induits avec le TNF-α ont stimulé une mort cellulaire significative indiquée par la réduction de la viabilité des cellules induites en dessous de 80% par rapport aux cellules normales non induites. Les quatre extraits des deux champignons magiques ont inversé les lésions et la mort cellulaires induites par le TNF-α, en augmentant le pourcentage de viabilité cellulaire des cellules traitées, tout comme le contrôle positif quercétine, de manière dose-dépendante. Cet effet a démontré l’effet protecteur des extraits de champignons contre la lésion des cardiomyocytes qui sera bénéfique dans une condition d’hypertrophie pathologique.
De plus, il était également intéressant d’observer que, bien que l’extrait d’eau froide du champignon Pan cyanescens n’ait pas inhibé la production de concentration de TNF-α dans les cellules stimulées par l’ET-1 après 48 h, l’extrait a tout de même protégé contre la mort cellulaire induite par l’ET-1 en augmentant le % de viabilité cellulaire des cellules même plus élevé que le contrôle positif et les cellules non induites aux concentrations utilisées dans l’étude, comme le montre la figure 3. Cet effet, combiné à l’effet protecteur de l’extrait d’eau froide sur les lésions cellulaires induites par le TNF-α, démontre que l’extrait peut contenir des composés qui bloquent les cascades d’apoptose des cardiomyocytes induits, probablement en activant ou en favorisant l’expression des répresseurs de la mort cellulaire. Des études ont montré que les effets d’apoptose du TNF-α dans le cœur dépendent du type de son récepteur, l’effet cardiotoxique se manifestant par le biais de son récepteur TNFR1 (récepteur du facteur de nécrose tumorale1)24,25. Après s’être lié à son récepteur TNFR1, le TNF-α peut stimuler l’apoptose dans les cardiomyocytes en activant la voie de transduction du signal de la sphingomyéline conduisant à la production de la molécule de signalisation intracellulaire, la sphingosine25.
La sphingosine est un inducteur efficace bien connu de l’apoptose sur les cardiomyocytes et elle induit son effet en régulant à la baisse les expressions des répresseurs de la mort cellulaire, la protéine de la famille Bcl-2 (B Cell Lymphoma-2) de la même manière qu’elle le fait dans d’autres types de cellules25. De plus, la sphingosine est également un puissant inhibiteur de la protéine kinase C (PKC), dont on a constaté qu’elle protège les cellules de la mort cellulaire apoptotique ; par conséquent, la sphingosine peut favoriser l’apoptose par l’inhibition de la PKC en modifiant le niveau de phosphorylation de Blc-225. En outre, de nombreuses études ont également révélé que l’inhibiteur des récepteurs bêta-adrénergiques1 (β1-bloquant) renforce la résistance des cardiomyocytes à la mort cellulaire en élargissant la plage de survie de la réponse de commutation de Bcl-226. Le récepteur bêta-adrénergique 1 est l’un des récepteurs β-adrénergiques connus pour transmettre le signal de mort cellulaire via les voies de signalisation cycliques 3′,5′-adénosine monophosphate (AMPc) des cardiomyocytes, ce qui peut entraîner une réduction de la contractilité cardiaque liée à la pathophysiologie de l’insuffisance cardiaque26. Nous proposons la possibilité que les extraits aqueux des champignons Pan cyanescens et P. cubensis possèdent des composés ayant la capacité potentielle de promouvoir ou d’activer la surexpression et/ou la phosphorylation des voies des protéines Blc-2, inhibant ainsi l’apoptose induite et préservant l’intégrité de la membrane mitochondriale des cellules traitées. Et ce composé/s peut être plus prononcé dans l’extraction à l’eau froide du champignon Pan cyanescens.
En outre, les effets suppressifs de l’extrait à deux eaux de P. cubensis et de l’extrait à l’eau chaude de Pan cyanescens sur les niveaux de TNF-α induits par l’ET dans les cellules traitées ont également indiqué que ces extraits peuvent également avoir une activité sur la signalisation du facteur nucléaire (NF)-κB, un facteur de transcription qui régule l’expression de nombreuses cytokines pro-inflammatoires, y compris le TNF-α et les gènes associés à l’apoptose27. Des études ont proposé que la signalisation NF-κB liée à l’inflammation et sa corrélation avec l’apoptose constituent le mécanisme sous-jacent de la pathogenèse de l’insuffisance cardiaque28. En outre, le stress oxydatif peut également activer le NF-κB et déclencher la transcription de nombreux gènes pro-apoptotiques, dont Bax, Fas et Fas ligand, induisant l’apoptose des cellules myocardiques et favorisant l’insuffisance cardiaque29. Une étude plus approfondie des mécanismes d’action in vitro et in vivo est donc recommandée. En outre, des études antérieures ont révélé la présence de composés mycochimiques dans les champignons Pan cyanescens et P. cubensis, tels que des alcaloïdes, dont les activités biologiques sont connues, notamment la toxicité contre les cellules d’organismes étrangers22,30. Les saponines qui sont connues comme de puissants antioxydants neutralisant les radicaux libres et les flavonoïdes avec des activités antioxydantes, anti-inflammatoires et anti-cancérigènes22,30. Enfin, des tanins aux propriétés antioxydantes liées à leur activité de piégeage, dont on dit qu’ils sont utilisés contre les maladies cardiaques, ont également été détectés dans les deux champignons22,30. La présence de ces composés pourrait également avoir joué un rôle dans les activités protectrices présentées par les extraits aqueux des champignons Pan cyanescens et P. cubensis dans l’étude. L’étude a également montré qu’en général, les effets cardioprotecteurs étaient plus prononcés avec les extraits d’eau chaude des deux champignons par rapport aux extractions d’eau froide, suggérant plus de bénéfices avec les utilisateurs des champignons qui consomment les champignons avec du thé.
En conclusion, l’étude a démontré que l’ET-1 augmentait significativement les mesures de la taille des cellules, les niveaux de BNP, TNF-α et ROS et diminuait l’activité mitochondriale des cellules cardiomyocytes stimulées. Les résultats indiquent que les extraits aqueux des champignons P. cubensis et Pan cyanescens ont inversé de manière significative la taille des cellules et les niveaux de BNP qui sont deux indices d’hypertrophie et ont augmenté la viabilité des cellules. Les deux extraits aqueux de P. cubensis et l’extrait à l’eau chaude de champignons Pan cyanescens ont également réduit de manière significative le TNF-α induit par l’ET-1, une cytokine pro-inflammatoire impliquée dans la progression de l’hypertrophie pathologique et de l’insuffisance cardiaque. Les quatre extraits ont également inhibé de manière significative les niveaux de ROS intracellulaires induits par l’ET-1, indiquant une sécurité potentielle dans ces conditions. En outre, les extraits ont présenté des propriétés protectrices contre les lésions cellulaires et la mort induites par le TNF-α dans les concentrations étudiées dans l’étude.
Enfin, l’étude a proposé que les extraits aqueux des champignons Panaeolus cyanescens et Psilocybe cubensis n’ont pas augmenté les changements hypertrophiques induits par l’ET-1, au lieu de cela, les deux champignons ont des propriétés potentielles cardioprotectrices et ont également atténué contre les lésions cellulaires et la mort induites par le TNF-α dans les concentrations étudiées. L’étude a indiqué pour la première fois la sécurité et les propriétés bénéfiques potentielles de l’utilisation des champignons Panaeolus cyanescens et Psilocybe cubensis dans les conditions d’insuffisance cardiaque où l’ET-1 est le cours des changements hypertrophiques pathologiques. Toutefois, il convient d’être prudent avec des concentrations plus élevées. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour établir les mécanismes d’action sous-jacents.