Frontières en Endocrinologie

Introduction

Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK), la principale cause d’anovulation et d’infertilité chez les femmes en âge de procréer, est le trouble endocrinien le plus courant affectant 5 à 10 % des femmes dans le monde (1). La lipolyse accélérée et la dyslipidémie subséquente chez les femmes atteintes de SOPK sont associées à des anomalies métaboliques, notamment l’obésité, la résistance à l’insuline et le diabète de type 2 (T2DM) (2). Les changements réfléchis dans le liquide folliculaire (FF) du follicule dominant (3, 4) peuvent affecter directement la qualité et le métabolisme de l’ovocyte. L’inflammation chronique de bas grade est généralement considérée comme un mécanisme étiopathogénétique de l’infertilité. Les cytokines inflammatoires sont significativement plus élevées chez les femmes souffrant d’infertilité inexpliquée (5). Il a été démontré que les facteurs pro-inflammatoires étaient significativement associés à des taux d’échec plus élevés de la fécondation in vitro (FIV), en particulier au stade de l’implantation, chez les femmes souffrant d’infertilité inexpliquée (6). Des études ont révélé des taux élevés d’interféron gamma (IFN-γ) et d’interleukine-2 (IL-2) et une diminution des taux de facteur de croissance transformant bêta (TGF-β), un important médiateur anti-inflammatoire endogène, (7) dans le plasma de femmes souffrant d’infertilité inexpliquée par rapport aux témoins fertiles pendant la fenêtre d’implantation (phase lutéale) (8). De plus, les patients infertiles inexpliqués ont présenté des taux élevés d’IL-2, d’IL-4, d’IL-6, d’IL-21 sériques, de facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et d’IFN-γ, par rapport aux femmes fertiles (5).

Les effets bénéfiques des suppléments de chrome ont déjà été rapportés sur les anomalies métaboliques chez les femmes souffrant de SOPK. Dans une méta-analyse menée par Fazelian et al. (9), la supplémentation en chrome a diminué l’insuline sérique et la testostérone libre et a amélioré le poids corporel chez les patients atteints de SOPK. Nous avons déjà publié les avantages de la prise de suppléments de chrome pendant 8 semaines sur le contrôle glycémique, les paramètres de risque cardiométaboliques et le stress oxydatif chez les femmes infertiles atteintes de SOPK candidates à la FIV (10). De plus, la supplémentation en chrome chez des rats diabétiques a montré des activités antidiabétiques, qui peuvent être expliquées par l’impact du chrome sur la modulation du récepteur gamma activé par le proliférateur du peroxysome (PPAR-γ), du substrat 1 du récepteur de l’insuline (IRS-1) et des protéines du facteur nucléaire kB (NF-kB) (11). De même, Wang et coll. (12) ont constaté que, par rapport aux rats témoins obèses, ceux complétés par du chrome présentaient une amélioration significative de leurs taux d’élimination du glucose et une élévation de l’activité de la p-IRS-1 et de la phosphatidylinositol-3 kinase stimulées par l’insuline dans les muscles squelettiques. Dans une autre expérience animale, l’ingestion de chrome pendant 7 semaines, par des rats diabétiques, a considérablement diminué les marqueurs inflammatoires, notamment la protéine C-réactive (CRP), le TNF-α et l’IL-6 (13).

Compte tenu des effets antidiabétiques et hypolipémiants du chrome (11, 14), nous avons émis l’hypothèse que la supplémentation en chrome pourrait être bénéfique chez les femmes atteintes de SOPK et candidates à la FIV, qui souffrent de différentes anomalies métaboliques. Selon nos meilleures connaissances, rien n’a été publié sur les effets de la supplémentation en chrome sur l’expression génique de l’insuline, des lipides et des marqueurs inflammatoires chez les femmes infertiles atteintes du SOPK candidates à la FIV. Cet essai visait à déterminer les effets de la supplémentation en chrome sur l’expression génique de l’insuline, des lipides et des marqueurs inflammatoires chez les femmes infertiles souffrant de SOPK et candidates à la FIV.

Matériaux et méthodes

Conception de l’essai et Caractéristiques des participants

Cet essai randomisé, à double insu et contrôlé par placebo a été enregistré par le site Web iranien pour l’enregistrement des essais cliniques (http://www.irct.ir:IRCT20170513033941N32). Quarante femmes infertiles atteintes du SOPK, âgées de 18 à 40 ans, qui étaient candidates à la FIV sans antécédents de FIV, ont été incluses. Cette étude a été menée à l’hôpital Taleghani, à Téhéran, en Iran, entre février et mai 2018. Les critères de Rotterdam ont été utilisés pour confirmer le diagnostic de SOPK (15). Les participants présentant des anomalies métaboliques, notamment un dysfonctionnement thyroïdien, un diabète ou une tolérance au glucose altérée, ont été exclus de l’étude. Cette enquête a été réalisée conformément à la Déclaration d’Helsinki et aux directives de Bonnes Pratiques cliniques, et a été approuvée par le comité d’éthique de la recherche de l’Université des Sciences médicales Shahid Beheshti (SUMS), Téhéran, Iran. Le consentement éclairé écrit a été signé par toutes les personnes.

Intervention

Les participants ont été répartis au hasard en groupes d’intervention pour prendre soit 200 µg / jour de picolinate de chrome (Nature Made, Californie, États-Unis) (n = 20) ou un placebo (Essence de Barij, Kashan, Iran) (n = 20) pendant 8 semaines. Les suppléments de chrome et les placebos ont été assortis en termes de forme, d’apparence, d’odeur et d’emballage. La randomisation a été effectuée à l’aide de nombres aléatoires générés par ordinateur. Le processus de randomisation et d’allocation a été caché aux chercheurs et aux participants jusqu’à la fin des analyses finales. Une autre personne, non impliquée dans l’essai et ignorant les séquences aléatoires, a assigné les sujets aux flacons de comprimés numérotés. L’adhésion aux suppléments et aux placebos, tout au long de l’essai, a été surveillée en demandant aux personnes de ramener les contenants de médicaments. Pour augmenter le taux de conformité, tous les participants recevaient de courts messages de rappel quotidiens sur leur téléphone cellulaire pour prendre les suppléments. Les participants à l’étude ont rempli des dossiers diététiques aux semaines 0, 4 et 8 de l’intervention.

Évaluation des résultats

Les taux sériques de protéines C-réactives à haute sensibilité (hs-CRP) ont été considérés comme le résultat principal et les profils métaboliques ont été mesurés comme les résultats secondaires. Des échantillons de sang à jeun (15 mL) ont été prélevés au début et à la fin de l’intervention de 8 semaines à l’hôpital Taleghani (Téhéran, Iran). Les niveaux de Hs-CRP ont été mesurés à l’aide d’un kit ELISA commercial (LDN, Nordhorn, Allemagne) avec des variances de coefficients inter et intra-dosage (CVs) inférieures à 7%. Les taux plasmatiques d’oxyde nitrique (NO) ont été mesurés à l’aide de la méthode Griess (16) avec des CV intra-dosage de < 5 %.

Isolement des cellules lymphocytaires

Des échantillons de sang ont été utilisés pour extraire les cellules lymphocytaires, en utilisant 50% de percoll (Sigma-Aldrich, Dorset, Royaume-Uni). Des tests de numération cellulaire et de viabilité ont été effectués à l’aide de bleu de trypan, d’extraction d’ARN et d’ADN (17).

Extraction d’ARN et PCR en temps réel (RT-PCR)

L’ARN a été extrait d’échantillons de sang à l’aide du kit RNX-plus (Cinnacolon, Téhéran, Iran). La suspension d’ARN a été congelée à -20°C jusqu’à obtention de l’ADNc. Après l’extraction des ARN totaux de chaque échantillon, l’ARN a été quantifié à l’aide d’un spectrophotomètre UV. Chaque rapport de DO 260/280 de l’échantillon de 1,7 à 2,1 ne représentait aucune contamination par des protéines ou de l’ADN (17). En utilisant la transcriptase inverse (RT) du virus de la leucémie murine de moloney, l’ARN isolé a été transcrit en banque d’ADNc. Des expressions géniques de PPAR-γ, du transporteur de glucose 1 (GLUT-1), du récepteur des lipoprotéines de basse densité (LDLR), de l’IL-1, de l’IL-8, du TNF-α, du TGF-β et du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) ont été réalisées sur des cellules mononucléées (PBMC) du sang périphérique, en utilisant la détection de vert SYBR et le kit Amplicon et en appliquant la technologie quantitative RT-PCR et Light Cycler (Roche Diagnostics, Rotkreuz, Suisse) (Tableau 1). Des amorces de glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH) ont été utilisées comme gène d’entretien ménager. Les amorces ont été conçues à l’aide du logiciel Primer Express (Applied Biosystems, Foster City, États-Unis) et du logiciel Beacon designer (Takaposizt, Téhéran, Iran). Les niveaux de transcription relatifs ont été calculés en utilisant les méthodes Pffafi ou 2−ΔΔCT.

Taille de l’échantillon et Méthodes statistiques

La taille de l’échantillon a été calculée à l’aide de la formule établie pour les ECR, les erreurs de type un (α) et de type deux (β) étant considérées comme 0,05 et 0.20 pour fournir la puissance de 80%. Sur la base d’une étude publiée précédemment (18), une différence moyenne (d) de 1500,0 ng/mL et un écart-type (ET) de 1496,1 ng/mL pour le hs-CRP ont été utilisés pour calculer la taille de l’échantillon. Compte tenu d’un abandon probable de 4 sujets dans chaque groupe d’intervention, la taille finale de l’échantillon a été déterminée à 20 (16 + 4) sujets par groupe.

La normalité des données a été évaluée à l’aide du test de Kolmogorov-Smirnov. Les analyses ont été effectuées en utilisant l’approche de l’intention de traiter (ITT). Des échantillons indépendants le test t a été appliqué pour déterminer les différences dans les mesures anthropométriques et l’expression génique de l’insuline, des lipides et de l’inflammation entre les groupes d’intervention. Les effets de la supplémentation en chrome sur les marqueurs inflammatoires ont été évalués à l’aide de mesures répétées Test ANOVA. Les différences de proportions ont été évaluées par le test exact de Fisher. Les valeurs P < 0,05 ont été considérées comme statistiquement significatives. Des analyses statistiques ont été effectuées à l’aide de la Trousse statistique pour les sciences sociales version 18 (SPSS Inc., Chicago, Illinois, États-Unis).

Résultats

Trois abandons ont été signalés dans chaque groupe d’intervention, pour des raisons personnelles. Ainsi, au total, 34 participants ont terminé l’étude (figure 1). En utilisant l’approche ITT, les 40 participants (20 dans chaque groupe) ont été inclus dans l’analyse finale des données. Le taux d’observance dans cette étude était élevé, plus de 90% des comprimés ayant été consommés au cours de l’intervention dans les deux groupes. Aucun effet secondaire n’a été rapporté après la consommation de chrome chez les femmes atteintes de SOPK dans cette étude.

Les mesures anthropométriques n’étaient pas statistiquement différentes entre les groupes d’intervention (tableau 2). De plus, après la supplémentation en chrome, les résultats de la FIV, y compris l’épaisseur de l’endomètre, le nombre d’ovocytes récupérés, le nombre d’ovocytes fécondés, le taux de fécondation, le taux de grossesse et le nombre d’embryons, n’étaient pas significativement différents entre les groupes complétés et placebo.

La moyenne des apports en macro et micro-nutriments n’était pas non plus significativement différente entre deux groupes d’intervention tout au long du traitement (Données non présentées).

La supplémentation en chrome a également régulé à la baisse l’expression génique de l’IL-1 (P = 0,004) dans les PBMC par rapport au placebo (figure 3). Il n’y a pas eu d’effet significatif de la supplémentation en chrome sur l’expression génique de l’IL-8, du TNF-α, du TGF-β et du VEGF chez les PBMC de patients atteints de SOPK.

Discussion

Nous avons trouvé des effets bénéfiques de l’administration de chrome pendant 8 semaines chez des femmes infertiles atteintes du SOPK qui étaient candidates à la FIV. La supplémentation en chrome a réduit l’inflammation et amélioré l’expression génique de PPAR-γ, GLUT-1, LDLR et IL-1, bien qu’elle n’ait pas affecté l’expression génique de l’IL-8, du TNF-α, du TGF-β et du VEGF. À notre connaissance, il s’agit du premier essai rapportant les effets de la supplémentation en chrome sur l’expression génique liée à l’insuline, aux lipides et aux marqueurs inflammatoires chez les femmes infertiles diagnostiquées avec le SOPK et candidates à la FIV.

Effets du chrome sur l’expression génique de l’insuline et du métabolisme lipidique

Les patients atteints de SOPK sont vulnérables à différentes anomalies métaboliques, telles qu’une résistance accrue à l’insuline, une dyslipidémie et une inflammation chronique (19, 20). La présente étude a révélé que la supplémentation en chrome pendant 8 semaines chez des femmes infertiles atteintes du SOPK candidates à la FIV augmentait significativement l’expression génique de PPAR-γ, GLUT-1 et LDLR. Conformément à nos résultats, l’administration de chrome à des rats diabétiques a montré des activités antidiabétiques, probablement liées à l’impact du chrome sur la modulation des protéines PPAR-γ et IRS-1 (11). Wang et coll. (12) ont également constaté que les rats obèses additionnés de chrome augmentaient considérablement leurs taux d’élimination du glucose. De plus, par rapport aux témoins obèses, ces rats ont montré une élévation de l’activité de la p-IRS-1 et de la phosphatidylinositol-3 kinase stimulées par l’insuline dans les muscles squelettiques. Dans une autre étude, le chrome, la biotine ou leur combinaison ont significativement régulé à la hausse l’expression PPAR-γ dans le tissu adipeux, ce qui pourrait avoir un impact efficace sur la sensibilisation à l’insuline et réduire la résistance à l’insuline chez un modèle de rat diabétique (11). Le chrome peut également favoriser le trafic de GLUT-4 et le transport du glucose stimulé par l’insuline (21). De même, les rats atteints de rétinopathie diabétique qui ont été additionnés de chrome pendant 12 semaines ont montré une amélioration de l’expression génique de GLUT-1, GLUT-3 et de l’insuline (22). PPAR-γ est le régulateur central du métabolisme de l’insuline, du glucose et des lipides qui est largement exprimé dans le tissu adipeux. PPAR-γ pourrait améliorer la sensibilité à l’insuline et les profils lipidiques chez les patients diabétiques de type 2 ainsi que chez les modèles de rongeurs diabétiques (23). Les données actuelles suggèrent que les agonistes PPAR-γ peuvent être bénéfiques dans la diminution des lipides corticaux rénaux et de la protéinurie par un mécanisme indépendant de leur impact hypoglycémique (24, 25).

Effets du chrome sur l’expression génique des marqueurs inflammatoires

Notre étude a soutenu que l’administration de chrome pendant 8 semaines diminuait significativement l’expression génique de l’IL-1 et des taux sériques de hs-CRP chez les femmes infertiles atteintes de SOPK candidates à la FIV, bien que cela n’affecte pas l’expression génique de l’IL-8, du TNF-α, du TGF-β et du VEGF. Les preuves actuelles démontrant les effets de la supplémentation en chrome sur l’expression génique des marqueurs inflammatoires et leurs niveaux circulants sont rares et se limitent principalement aux études animales. La supplémentation en chrome pendant 8 semaines chez des rats gras diabétiques Zucker (ZDF) a considérablement diminué leurs taux sériques de CRP (26). Dans une autre étude, l’ingestion de niacinate de chrome pendant 7 semaines a réduit les taux de cytokines pro-inflammatoires (TNF-α, IL-6 et CRP), le stress oxydatif et les concentrations de lipides chez les rats diabétiques (13). De plus, l’administration d’un supplément nutritionnel contenant du picolinate de chrome, de la phosphatidylsérine, de l’acide docosahexaénoïque et du bore pendant 12 semaines a considérablement diminué les concentrations de CRP et de TNF-α chez les rats nourris avec un régime riche en graisses (27). Nous n’avons trouvé aucun effet significatif de la supplémentation en chrome sur l’IL-8, le TNF-α, le TGF-β et le VEGF qui pourrait s’expliquer par l’application de différents plans d’étude, du type et des dosages de chrome utilisés, de la durée de l’intervention et des caractéristiques des participants. Des doses plus élevées de chrome peuvent améliorer considérablement les profils métaboliques, y compris l’IL-8, le TNF-α, le TGF-β et le VEGF. Les marqueurs de l’inflammation et du stress oxydatif sont élevés chez de nombreux patients diabétiques, ce qui représente positivement l’inflammation vasculaire (28). La résistance à l’insuline et l’inflammation vasculaire subséquente sont les principaux facteurs de risque de développer une MCV (29). L’effet suppresseur du chrome sur les marqueurs pro-inflammatoires peut être facilité par l’inactivation des voies de stress oxydatif et la réduction de la phosphorylation de l’Akt associée à la cascade de résistance à l’insuline dans le foie (30). Les preuves actuelles ont montré qu’une augmentation des cytokines inflammatoires est impliquée dans les résultats de la FIV. Dans une étude menée par Haimovici et al. (31), les femmes qui ont donné naissance à leur fœtus avaient des niveaux d’IL-6 inférieurs. L’inhibition des cellules lutéales produisant de la progestérone en présence d’IL-1β peut être l’un des facteurs conduisant à l’échec de l’implantation (32). Une augmentation du TNF-α et de l’IL-6 folliculaires pourrait détériorer le microenvironnement dans le follicule, affectant ainsi négativement la qualité de l’ovocyte et de l’embryon (33). Dans une autre étude menée par Levin et al. (34), des niveaux plus élevés de CRP, lors de la stimulation de la FIV, étaient significativement associés à l’échec de la conception. Selon les preuves publiées mentionnées ci-dessus, nous avons supposé que les résultats de la FIV pouvaient être influencés par une inflammation réduite. Une étude récente a montré que l’utilisation d’un inhibiteur du TNF-α et d’immunoglobulines intraveineuses améliorait considérablement les résultats de la FIV, notamment; taux d’implantation, de grossesse clinique et de naissance vivante chez les jeunes femmes infertiles qui présentaient des taux élevés de cytokines T helper 1 / T helper 2 (35).

Il y avait quelques limites dans cette étude. En raison d’un financement insuffisant, nous n’avons pas été en mesure de mesurer les niveaux de chrome et d’évaluer les effets du chrome sur l’expression génique du stress oxydatif.

Dans l’ensemble, notre étude suggère les avantages de la supplémentation en chrome pour réduire les marqueurs inflammatoires en améliorant l’expression génique des femmes stériles atteintes de SOPK candidates à la FIV PPAR-γ, GLUT-1, LDLR et IL-1.

Contributions de l’auteur

ZA a aidé à la conception, à la conception et à l’analyse statistique du manuscrit. MA, SZ, NM, EA et SS ont contribué à la collecte de données et à la rédaction de manuscrits. ZA a supervisé l’étude.

Financement

Cette étude a été soutenue par une subvention du Vice-chancelier de la Recherche, de l’Université des Sciences médicales Shahid Beheshti et de Téhéran, en Iran.

Déclaration de conflit d’intérêts

Les auteurs déclarent que la recherche a été menée en l’absence de relations commerciales ou financières pouvant être interprétées comme un conflit d’intérêts potentiel.