Les catéchines du thé vert : Leur utilisation dans le traitement et la prévention des maladies infectieuses

Abstract

Le thé vert est l’une des boissons les plus populaires consommées dans le monde. Produit principalement dans les pays asiatiques à partir des feuilles de la plante Camellia sinensis, ses bénéfices potentiels pour la santé ont été largement étudiés. Récemment, les chercheurs ont étudié la capacité du thé vert à éradiquer les agents infectieux et à prévenir réellement les infections. Les composants importants du thé vert qui présentent des propriétés antimicrobiennes sont les catéchines. Les quatre principales catéchines présentes dans le thé vert sont la (-)-épicatéchine (EC), la (-)-épicatéchine-3-gallate (ECG), la (-)-épigallocatéchine (EGC) et la (-)-épigallocatéchine-3-gallate (EGCG). Parmi ces catéchines, l’EGCG et l’EGC se trouvent en plus grande quantité dans le thé vert et ont fait l’objet de la plupart des études. Il a été démontré que ces catéchines présentent une variété de propriétés antimicrobiennes, tant au niveau des organismes touchés que des mécanismes utilisés. Il a été démontré que la consommation de thé vert distribue ces composés et/ou leurs métabolites dans tout le corps, ce qui permet non seulement la possibilité de traiter les infections mais aussi de les prévenir.

1. Introduction

Les maladies infectieuses sont une cause majeure de morbidité et de mortalité dans le monde. Le VIH/sida et le paludisme figurent parmi les dix principales maladies infectieuses dans le monde ; et les types d’infections les plus courants sont les maladies des voies respiratoires et les maladies diarrhéiques . Avec l’arrivée des agents antimicrobiens au milieu des années 1900, on a pu espérer que l’éradication des maladies infectieuses était proche. Malheureusement, les micro-organismes impliqués ont pu devenir résistants aux agents antimicrobiens, ce qui n’a fait que compliquer la lutte contre ces organismes. Le CDC estime que, chaque année, plus de deux millions de personnes aux États-Unis souffrent d’infections résistantes aux antibiotiques et que 23 000 personnes meurent chaque année de ces infections. Il en résulte non seulement une morbidité et une mortalité accrues, mais aussi une augmentation des coûts des soins de santé, qui peuvent représenter une charge financière énorme pour de nombreux pays. Une analyse récente des coûts médicaux liés aux infections associées aux soins de santé (infections contractées dans un établissement de santé) a estimé que les coûts annuels de ces infections aux États-Unis se situaient entre 28 et 45 milliards de dollars. Les problèmes de résistance aux antimicrobiens continuent d’avoir un impact sur ces coûts. Une étude a révélé que le coût des maladies liées à la résistance aux antimicrobiens aux États-Unis pourrait atteindre 55 milliards de dollars par an (20 milliards de dollars pour les coûts des soins de santé et 35 milliards de dollars pour la perte de productivité). Pour contribuer à la lutte contre les maladies infectieuses, les chercheurs étudient les possibilités d’utiliser des produits végétaux naturels, qui pourraient permettre de réaliser des économies considérables dans le domaine des soins de santé. L’une des plantes qui est actuellement largement étudiée est le théier, en s’intéressant plus particulièrement au thé vert.

Le thé est l’une des boissons les plus consommées au monde, et le thé vert devient de plus en plus populaire, représentant environ 20% de la production mondiale totale de thé. Le thé est produit à partir de la plante Camellia sinensis et est cultivé dans plus de 30 pays. Les meilleures zones pour la culture du théier se trouvent dans des régions tropicales et subtropicales spécifiques. Il existe quatre principaux types de thé : le thé blanc, le thé vert, le thé Oolong et le thé noir. Le type de thé est déterminé par la façon dont les feuilles de thé sont traitées, notamment par des méthodes de séchage et de fermentation. Le thé blanc est le moins traité et utilise de très jeunes feuilles et bourgeons de feuilles. Le thé vert est produit à partir de feuilles plus matures, sans fermentation. Le thé Oolong est produit en fermentant partiellement les feuilles et le thé noir en fermentant complètement les feuilles. Le thé vert est le plus couramment consommé en Chine, au Japon et en Corée. Le thé noir est le plus couramment consommé aux États-Unis et au Royaume-Uni.

Il a été démontré que le thé vert a des propriétés anticarcinogènes, anti-inflammatoires, antimicrobiennes et antioxydantes et qu’il est bénéfique pour les maladies cardiovasculaires (MCV), le diabète et l’obésité, ainsi que pour la santé neurologique et buccale. Les propriétés anticarcinogènes comprennent le contrôle de la prolifération cellulaire, de l’apoptose et de l’angiogenèse dans les cellules tumorales. L’inflammation est une composante de nombreuses affections et maladies, notamment le vieillissement, l’arthrite, le cancer, les maladies cardiovasculaires, le diabète et l’obésité. Les propriétés anti-inflammatoires générales du thé vert incluent la capacité de diminuer la dénaturation des protéines et d’augmenter la production de cytokines anti-inflammatoires. Le stress oxydatif résulte des effets néfastes des espèces réactives de l’oxygène (ROS). Les propriétés antioxydantes du thé vert incluent la capacité de limiter la quantité de radicaux libres en se liant aux ROS, en régulant à la hausse les niveaux basaux d’enzymes antioxydantes et en augmentant l’activité de ces enzymes antioxydantes. Les effets du thé vert sur les MCV comprennent les effets anti-inflammatoires et antioxydants. En outre, il a été démontré que la consommation de thé vert inhibe l’athérosclérose, réduit les taux de lipides totaux et améliore le rapport entre les LDL et les HDL. Le diabète et l’obésité sont étroitement associés à un ensemble de troubles connus sous le nom de syndrome métabolique (MetS), qui comprend un tour de taille plus important, une augmentation des triglycérides plasmatiques, une diminution des HDL, une augmentation de la glycémie à jeun et une augmentation de la pression artérielle. Le diabète de type 2 est également associé à une résistance à l’insuline et parfois à une diminution de la production d’insuline. Il a été démontré que le thé vert augmente la sensibilité des récepteurs à l’insuline et stimule la sécrétion d’insuline induite par le glucose. L’obésité est le résultat d’une augmentation de la masse graisseuse, causée par une augmentation de la taille des cellules graisseuses. Il a été démontré que le thé vert inhibe les enzymes digestives et l’absorption des graisses, ce qui entraîne une diminution du tour de taille, de la graisse intra-abdominale, du cholestérol plasmatique total et LDL, des triglycérides et de la pression artérielle. Les défis de l’inflammation et du stress oxydatif peuvent entraîner des lésions de l’ADN, un mauvais repliement des protéines et une perte de la production d’ATP dans les mitochondries. Cela peut entraîner la mort cellulaire et la perte des fonctions cognitives dans le cerveau. Les propriétés anti-inflammatoires et antioxydantes du thé vert protègent également les neurones, et il a été démontré que les métabolites du thé vert traversent la barrière hémato-encéphalique. Le thé vert s’est révélé être un agent antimicrobien contre la plupart des bactéries buccales. En outre, il a été démontré qu’il améliore la santé buccale en augmentant l’activité des peroxydases orales, en prévenant le développement et la progression de la parodontite, et en réduisant l’érosion de la dentine et la perte des dents, et qu’il a un rôle dans l’amélioration de la mauvaise haleine .

2. Composition du thé vert

Les composants du thé vert les plus pertinents sur le plan médical sont les polyphénols. Les polyphénols les plus pertinents sont les flavonoïdes ; et les flavonoïdes les plus pertinents sont les catéchines. Les catéchines représentent 80 à 90 % des flavonoïdes et environ 40 % des solides hydrosolubles du thé vert. Le thé vert contient plus de catéchines que les autres thés, principalement en raison de la façon dont il est traité après la récolte. La quantité de catéchines dans le thé vert peut également être affectée par l’endroit où le thé est cultivé, les conditions de croissance, le moment de la récolte, la façon dont les feuilles sont traitées, la température d’infusion et la durée de l’infusion. Ces facteurs entraînent une énorme variation de la teneur en catéchines entre les variétés et les marques de thé vert consommées .

Les quatre principales catéchines présentes dans le thé vert sont la (-)-épicatéchine (EC), la (-)-épigallocatéchine (EGC), la (-)-épicatéchine-3-gallate (ECG) et la (-)-épigallocatéchine-3-gallate (EGCG). La catéchine la plus abondante est l’EGCG (~60 %), suivie de l’EGC (~20 %), de l’ECG (~14 %) et de l’EC (~6 %). L’EGCG est le plus étudié en association avec la santé, mais l’EGC et l’ECG ont également été étudiés. Comme mentionné ci-dessus, il peut y avoir une grande variation dans la quantité de catéchines dans une boisson de thé vert particulière, bien que des extraits standardisés soient disponibles pour être utilisés comme suppléments .

Pour être efficaces dans le corps, ces catéchines doivent être biodisponibles après consommation. Une fois dans l’organisme, les catéchines subissent un traitement métabolique dans le foie et l’intestin grêle et le côlon. Ce traitement produit des conjugués glucuronide et sulfate ou des méthyl-épicatéchines. Les formes natives d’ECG et d’EGCG et les métabolites d’EC et d’EGC peuvent être détectés et mesurés dans le plasma sanguin. Aucune forme d’ECG et d’EGCG ne peut être détectée dans l’urine, mais seulement les métabolites de l’EC et de l’EGC. Les catéchines sont généralement plus stables en solution à un pH compris entre 4 et 6. On sait maintenant que l’albumine du sérum humain agit comme un stabilisateur, se liant aux catéchines et les transportant ensuite . Diverses études menées chez l’homme ont montré que les concentrations maximales de catéchines et de leurs métabolites se produisent dans le plasma sanguin entre 1,5 et 2 heures après l’ingestion et dans l’urine entre 4 et 6 heures après l’ingestion. Les niveaux de ces concentrations maximales sont affectés par le métabolisme d’un individu et, bien sûr, par la quantité de catéchines dans le type de thé vert ingéré. En général, les niveaux trouvés dans le corps sont directement proportionnels à la quantité de catéchines consommée. Les tableaux 1 et 2 présentent des exemples d’études de concentration dans le plasma sanguin et l’urine chez l’homme.

3. Propriétés antimicrobiennes

Les effets antimicrobiens des catéchines du thé vert (CGC) sur les micro-organismes sont étudiés depuis de nombreuses années. Il a été démontré que le thé vert combat ces organismes de diverses manières, directement et indirectement, et qu’il agit en synergie avec certains agents antibiotiques. D’autres bienfaits connus du thé vert pour la santé, comme les effets anti-inflammatoires et antioxydants, peuvent également contribuer aux effets antimicrobiens. Des études menées sur Escherichia coli ont montré que l’exposition aux polyphénols du thé vert (GTP) entraînait des changements importants dans l’expression génétique de 17 gènes, avec une régulation à la hausse pour neuf gènes et une régulation à la baisse pour huit gènes. Le tableau 3 présente un résumé des effets antimicrobiens du thé vert sur les bactéries.

4. Effets sur la membrane cellulaire des bactéries

L’une des propriétés majeures des CGV est la capacité à se lier aux membranes cellulaires bactériennes. Cette liaison peut conduire à une interférence dans divers processus bactériens et peut endommager la membrane cellulaire, ce qui entraîne une perméabilité accrue et conduit à la lyse cellulaire. L’EGCG étant chargé négativement, il peut se combiner avec la membrane cellulaire bactérienne chargée positivement, en particulier chez les bactéries gram positives. Le lipopolysaccharide (LPS) sur la membrane externe des bactéries gram négatives les rend plus résistantes à la liaison par les GTCs . Des études sur E. coli et Pseudomonas aeruginosa ont montré que la liaison de l’EGCG à la membrane cellulaire bactérienne peut entraîner la production de H2O2, qui est impliqué dans la détérioration de la membrane cellulaire. Des études sur Staphylococcus aureus ont montré que cet assaut sur la membrane cellulaire provoque une réponse majeure au stress de la paroi cellulaire, entraînant une régulation positive des gènes de biosynthèse du peptidoglycane et une altération de la structure de la paroi cellulaire. Dans les souches de Staphylococcus aureus résistantes à la méthicilline (SARM), cette modification des gènes de biosynthèse du peptidoglycane entraîne la production de PBP2 (protéine 2 de liaison à la pénicilline), qui est ce qui confère la résistance aux β-lactamines. La production de PBP2 est également inhibée par l’EGCG . Un résultat important de la fixation du thé vert est la perte de la capacité des bactéries à se lier aux cellules hôtes. Des études utilisant des lignées de cellules humaines et de mammifères ont montré que diverses bactéries telles que Fusobacterium nucleatum, Staphylococcus epidermidis et Helicobacter pylori ont considérablement diminué leur adhérence à ces cellules . D’autres résultats importants sont la perte de la capacité de détection du quorum et la formation de biofilms de P. aeruginosa, F. nucleatum et Streptococcus mutans . L’endommagement de la membrane cellulaire entraîne également une perte de fonction des protéines transporteuses transmembranaires qui sont responsables de la sécrétion de toxines et de l’efflux de substances telles que les agents antimicrobiens .

5. Effets sur d’autres fonctions cellulaires bactériennes

Il existe une grande variété d’autres effets que les CTG ont sur les fonctions bactériennes. Un important qui peut affecter la plupart des bactéries est la capacité des GTC à inhiber la biosynthèse des acides gras bactériens en inhibant les enzymes impliquées dans la voie de biosynthèse. Comme il s’agit d’une voie essentielle pour la plupart des bactéries, les chercheurs cherchent à cibler cette voie dans le développement de médicaments antimicrobiens. Les acides gras sont importants pour la construction des membranes cellulaires, comme source d’énergie, et sont impliqués dans la production de métabolites bactériens toxiques. Une autre cible est la voie de biosynthèse des folates. L’enzyme dihydrofolate réductase (DHFR) est essentielle dans cette voie et est connue pour être une cible de certains sulfamides. Il a également été démontré que l’EGCG inhibe l’activité de la DHFR. D’autres effets importants sur les enzymes comprennent l’inhibition de l’ADN gyrase bactérienne, l’inhibition de l’activité de l’ATP synthase bactérienne et l’inhibition de la protéine tyrosine phosphatase et des cystéines protéases bactériennes. Certains effets bactériens spécifiques incluent la réduction de la production bactérienne de H2S et l’inhibition de l’activité hémolytique de F. nucleatum, l’inhibition de la capacité de Listeria monocytogenes à s’échapper du phagosome du macrophage en inhibant l’activité de la listériolysine O, et l’inhibition de la capacité de E. coli à transférer du contenu plasmidique via la conjugaison .

6. Synergie

Depuis que les CGT sont connus pour leur action antimicrobienne, les chercheurs ont commencé à évaluer la synergie potentielle de ces catéchines avec d’autres agents antimicrobiens connus. Il a ainsi été démontré que les catéchines du thé vert agissent en synergie avec l’imipénème contre le SARM, avec le métronidazole contre le Porphyromonas gingivalis, avec l’azithromycine, le céfépime, la ciprofloxacine, le chloramphénicol, la doxycycline, l’érythromycine, l’acide nalidixique, la pipéracilline ou la tobramycine contre E. coli ; avec l’ampicilline, la céfalotine, la doxycycline, l’érythromycine, la pénicilline ou la tétracycline contre Enterobacter aerogenes ; avec le chloramphénicol ou la tétracycline contre Pseudomonas aeruginosa ; et avec l’aztréonam, la ceftazidime, la ciprofloxacine, la gentamicine, le méropénème ou la tétracycline contre Acinetobacter baumannii. La capacité des GTC à inhiber la fonction des pompes d’efflux bactériennes (comme mentionné précédemment) joue également un rôle dans l’effet antimicrobien au moins additif des GTC et de nombreux médicaments antimicrobiens, en particulier chez les bactéries gram négatives qui possèdent des pompes d’efflux de type RND . Le tableau 4 énumère les agents antimicrobiens qui ont montré une synergie avec les GTC et les cibles de ces médicaments.

7. Effets sur d’autres micro-organismes

Les catéchines du thé vert se sont également révélées efficaces contre un certain nombre de virus, de parasites, de champignons et même de prions. Les principaux effets antiviraux comprennent l’inhibition de la liaison du virus aux cellules hôtes et de sa pénétration dans celles-ci (adénovirus, entérovirus, VHB, VHC, VIH, VHS, grippe et rotavirus) ; l’inhibition de la synthèse de l’ARN et de l’ADN viraux et de la transcription des gènes viraux (entérovirus, VEB, VHB, VHC et VIH) ; et la destruction et la modification fonctionnelle de diverses molécules virales (adénovirus, VHS et grippe) . Des études réalisées auprès de travailleurs de la santé adultes pour déterminer si les suppléments de thé vert pouvaient prévenir l’infection par les virus responsables de la grippe ont montré une diminution significative des cas de symptômes de grippe et une incidence réduite des cas de grippe confirmés en laboratoire par rapport au groupe témoin .

Le principal effet des CTG sur diverses infections parasitaires est une diminution du nombre de parasites et de leur croissance. Les autres effets constatés sont la fragmentation de l’ADN parasitaire et la réduction de la synthèse des acides gras chez les parasites. Les études menées sur les parasites incluent Plasmodium falciparum, Babesia spp, Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi et Leishmania braziliensis.

Les champignons qui ont été affectés par les GTC incluent Aspergillus niger, Candida spp, Penicillium sp, Microsporum canis, Trichophyton mentagrophytes et Trichophyton rubrum. Les recherches visant à vérifier les effets synergiques ont révélé que l’EGCG présentait une synergie avec l’amphotéricine B, le fluconazole et le miconazole chez les Candida spp. et que, chez les souches de Candida tropicalis résistantes au fluconazole, l’EGCG et le fluconazole induisaient ensemble l’apoptose des cellules de levure .

Les prions sont des protéines considérées comme des agents infectieux car les formes anormalement structurées (β-feuillets) sont capables d’induire des formes normalement structurées (α-hélice) à changer de forme. Dans la forme anormale, la fonction de la protéine est perdue et une agrégation de protéines se produit dans les cellules. Contrairement à d’autres agents infectieux, les prions ne peuvent pas être détruits par autoclavage ; les protéines doivent être dégradées pour être non infectieuses. Des recherches menées sur des cellules de levure ont révélé que l’EGCG pouvait empêcher les prions β-feuillets de changer de formes α-hélicoïdales et pouvait induire l’inversion des formes β-feuillets en formes α-hélicoïdales .

8. Portée antimicrobienne

De nombreuses recherches ont évalué les effets antimicrobiens des catéchines du thé vert sur une grande variété de micro-organismes, y compris de nombreuses bactéries gram négatives et gram positives, certains virus, des champignons et des prions. L’une des bactéries les plus importantes sur le plan clinique qui a fait l’objet de recherches est S. aureus, en particulier les souches de SARM. La bactérie gram négative la plus étudiée est E. coli, connue pour être à l’origine de la majorité des infections des voies urinaires. Il existe plusieurs manuscrits récemment publiés qui contiennent des informations détaillées sur les organismes qui sont affectés par les catéchines du thé vert .

9. Prévention des infections

Puisqu’il a été démontré que les CGV ont de multiples types de capacités antimicrobiennes contre tant d’organismes, on pourrait s’attendre à ce que les catéchines du thé vert puissent également prévenir les infections. Une étude a été mentionnée précédemment, décrivant comment le thé vert réduisait le nombre de rhumes et d’incidents grippaux. Une autre étude portant sur des adultes a montré que la consommation de suppléments de thé vert deux fois par jour pendant trois mois a entraîné une réduction de 32 % des cas de symptômes de rhume ou de grippe et une réduction de près de 23 % des maladies d’une durée de deux jours ou plus. Une étude portant sur des enfants a montré que, chez les enfants d’âge scolaire qui consommaient régulièrement du thé vert, le nombre de cas de grippe A ou B était inversement associé au nombre de tasses de thé vert consommées par jour ou par semaine. Une autre étude menée auprès d’élèves d’écoles maternelles japonaises qui se gargarisaient avec du thé vert (ou des placebos) au moins une fois par jour a montré qu’il y avait jusqu’à trois fois moins de cas de maladies avec fièvre dans le groupe qui se gargarisait avec du thé vert. Deux autres études menées auprès d’adultes ont révélé que le fait de se gargariser avec une solution d’extrait de thé vert (ESG) entraînait au moins deux fois moins de cas de grippe dans les groupes de gargarisme ESG que dans les groupes témoins .

10. Conclusions

Les recherches sur les effets du thé vert sur la santé humaine ont montré qu’il peut être un facteur alimentaire important dans la prévention et le traitement de diverses maladies telles que l’arthrite, le cancer, les MCV, le diabète et l’obésité, les infections, ainsi que dans la santé neurologique et buccale. Les études qui étaient à l’origine réalisées sur des animaux et des lignées cellulaires sont de plus en plus souvent effectuées sur des humains. Ce type de recherche est essentiel si nous voulons découvrir pleinement les avantages que les CTG peuvent avoir sur les problèmes de santé. Plus il y aura de chercheurs impliqués dans ce domaine, plus les réponses seront claires. Les études sur les effets antimicrobiens fournissent des données très prometteuses, surtout si les GTC s’avèrent avoir des capacités synergiques avec de nombreux agents antimicrobiens actuellement utilisés et peut-être avec des médicaments utilisés pour traiter d’autres maladies. L’émergence de diverses bactéries multirésistantes, ainsi que la pénurie de médicaments antimicrobiens efficaces, font du potentiel du thé vert une question extrêmement opportune. Il existe également de nombreuses régions du monde où le coût des médicaments dépasse actuellement la capacité de gain de la majorité de la population. Le thé vert est relativement bon marché et assez facile à obtenir pour la plupart des gens. Il pourrait s’avérer être une réponse pour améliorer la santé à l’échelle mondiale.

Conflits d’intérêts

L’auteur déclare qu’il n’y a aucun conflit d’intérêts concernant la publication de cet article.