Anti-inflammatory effects of natural compounds: focus on miRNA modulation

A challenging and promising new branch of aging-related research fields is the identification of natural compounds able to modulate senescence-associated secretory phenotype (SASP). SASP is the phenotype that characterize senescent cells (SCs) and can contribute to fuel the chronic pro-inflammatory systemic status associated with aging and with the development of the most common age-related diseases (ARDs). The aim of this study was the evaluation of the anti-SASP activity of Curcuma (CUR), resveratrol (RSV) and β-caryophyllene (BCP), alone and in combination (MIX), in two human cellular models involved in promoting inflammatory responses, such as the monocytic cell line, THP-1 and the endothelial primary cell line, HUVECs. Replicative and doxorubicin-induced senescent HUVECs (RS- and IS-HUVECs) were treated with the single natural compounds or with the mix of these substances. Notably, the mix was able to reduce more efficiently and significantly IL-1β and IL-6 expression levels, as well as to induce a significant down-regulation of miR-21 and miR-146a expression, and a significant up-regulation of miR-126 in both RS- and IS-HUVECs compared to single compounds. Moreover, the mix significantly contribute to restore the level of SIRT1 and p16ink4a protein in both RS- and IS-HUVECs. In LPS-stimulated THP-1 cells the mix was able to reduce the expression of IL-1β, IL-6, TNF-α and miR-146a compared to the non-treated cells. Our results showed a synergic effect of CUR, RSV and BCP in restrain SASP in HUVECs and the inflammatory response in THP1cells.

Una stimolante e promettente nuova branca della ricerca sull’invecchiamento è l’identificazione di nuove molecole naturali capaci di modulare il fenotipo secretorio associato alla senescenza (SASP). Questo è il fenotipo che caratterizza le cellule senescenti (SC) e può contribuire ad alimentare uno stato proinfiammatorio sistemico associato all’invecchiamento e allo sviluppo delle più comuni malattie derivanti da esso (ARDs). L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l’attività anti-SASP della curcuma (CUR), resveratrolo (RSV) e β-cariofillene (BCP), da soli o in combinazione (MIX), in due modelli cellulari umani coinvolti nella promozione della risposta infiammatoria, quali la linea cellulare monocitica, THP-1, e la linea cellulare endoteliale primaria, HUVEC. Le HUVEC interessate da senescenza replicativa e indotta dalla doxorubicina (RS- e IS-HUVECs) sono state trattate con le sostanze singolarmente o in combinazione. In particolare, il MIX di sostanze è stato capace di ridurre più efficacemente e significativamente i livelli di espressione di IL-1β e IL-6, così come quelli di miR-21 e miR-146a, mentre ha aumentato l’espressione di miR-126 in entrambi i modelli di cellule senescenti. Inoltre, il MIX ha significativamente contribuito a ristabilire i livelli di SIRT1 e proteina p16ink4a sempre in entrambi i tipi di HUVEC senescenti. Nelle THP-1 simulate con LPS il MIX è stato capace di diminuire l’espressione di IL-1β, IL-6, TNF-α e miR-146a in comparazione con i modelli non trattati. Per concludere, i nostri risultati mostrano un effetto sinergico di CUR, RSV e BCP nell’attenuare il SASP sia nelle HUVEC che nelle THP-1.