Inhibition of gelatinase B (matrix metalloproteinase-9) by dihydrolipoic acid

Alpha-lipoic acid (LA) is a disulphide-containing fatty acid that is absorbed from the diet and transported to tissues. Once it has been taken up by mammalian cells, LA is reduced to dihydrolipoic acid (DHLA), a vicinal dithiol, and rapidly effluxed into the extracellular milieu. We hypothesized that DHLA may be an effective inhibitor of human gelatinase B (GelB). Purified human GelB was incubated with 0 to 200 µmol/L DHLA, and residual enzyme activity was measured by HPLC using a fluorogenic substrate (matrix metalloproteinase substrate III). DHLA inhibited GelB in a dose-dependent fashion with an IC₅₀ of 20 µmol/L. Oxidation of DHLA resulted in a loss of DHLA's capacity to inhibit GelB. The DHLA-mediated inhibition of GelB was independent of the zinc concentration in the reaction buffer. DHLA had no inhibitory effect on gelatinase A. Zymographs of activated neutrophil lysates demonstrated that higher concentrations of DHLA also prevent the activation of GelB proenzyme. Bronchoalveolar lavage fluid from mice fed a diet enriched with LA showed significantly increased GelB inhibitory capacity (p = 0.0002 vs. regular diet). We conclude that DHLA can modulate neutrophil-derived GelB activity through direct inhibition of enzyme activity and by preventing the activation of GelB proenzyme.Key words: matrix metalloproteinases, pulmonary fibrosis, thiols, neutrophils, inflammation.

L'acide alpha-lipoïque (AAL) est un acide gras contenant du disulfure, qui est absorbé par les aliments et transporté vers les tissus. Après avoir été assimilé par les cellules des mammifères, l'AL est réduit en acide dihydrolipoïque (ADHL), un dithiol vicinal, et est rapidement éliminé dans le milieu extracellulaire. Nous avons émis l'hypothèse que l'ADHL pourrait être un inhibiteur efficace de la gélatinase B humaine (GelB). Nous avons incubé de la GelB humaine purifiée avec des concentrations de 0 à 200 µmol/L d'ADHL et mesuré l'activité enzymatique résiduelle par HPLC en utilisant un substrat fluorogénique (substrat III de la métalloprotéinase matricielle). L'ADHL a inhibé la GelB de manière dose dépendante avec une IC₅₀ de 20 µmol/L. L'oxydation de l'ADHL a diminué sa capacité à inhiber la GelB. L'inhibition de la GelB par l'ADHL a été indépendante de la concentration de zinc dans le tampon de réaction. L'ADHL n'a pas eu d'effet inhibiteur sur la gélatinase A (GelA). L'analyse par zymographie des lysats des neutrophiles activés a démontré que des concentrations plus élevées d'ADHL préviennent aussi l'activation de la proenzyme GelB. Le liquide de lavage bronchoalvéolaire des souris soumises à une diète enrichie en AL a montré une augmentation significative de la capacité d'inhibition de la GelB (p = 0,0002 vs. diète normale). Nous concluons que l'ADHL peut moduler l'activité de la GelB dérivée des neutrophiles par une inhibition directe de l'activité enzymatique et en prévenant l'activation de la proenzyme GelB.Mots clés : métalloprotéinases matricielles, fibrose pulmonaire, thiols, neutrophiles, inflammation.[Traduit par la Rédaction]