Antiangiogenic Properties of a Novel Shark Cartilage Extract:
Potential Role in the Treatment of Psoriasis


Éric Dupont,* Pierre E. Savard,† Camille Jourdain,‡  Christina Juneau,* Alain Thibodeau,* Neil Ross,§ Kenneth Marenus,¶ Daniel H. Maes,¶ Georges Pelletier,† and Daniel N. Sauder#

Abstract

Background: A number of inflammatory and immune diseases are associated with vascular changes. Psoriasis, as an example, is a common inflammatory skin disease with dilation of capillaries as an early histological change. In more developed psoriatic lesions there is proliferation of blood vessels and neovascularization. The use of agents that target these vascular changes represents a novel therapeutic strategy in the treatment of inflammatory diseases. Since cartilage is an avascular tissue, it has been hypothesized that there may be factors found in cartilage that inhibit blood vessel formation.

Objective: The objectives of this study were 1) to determine whether extracts of cartilage could inhibit angiogenesis, and 2) since altered angiogenesis is associated with certain diseases, including psoriasis, to examine whether inhibition of angiogenesis could potentially contribute to the treatment of psoriasis.

Methods: Extracts of shark cartilage were prepared by homogenization and ultrafiltration to derive the active agent termed Æ-941. This agent was tested for antiangiogenesis activity using the embryonic vascularization test, which is a modification of the ex vivo chick embryo culture (CAM). Since one of the first steps in angiogenesis is degradation by metalloproteinases of the basement membrane of capillaries, Æ-941 was tested for collagenase activity using a fluorogenic peptide substrate. Anti-inflammatory properties were tested using a cutaneous irritation model in humans.

Results: A dose dependent inhibition in embryonic neovascularization as well as in collagenase activity by Æ-941 was demonstrated. When test compounds were applied on the forearms of test subjects, Æ-941 was shown to have anti-inflammatory properties. Anecdotal data suggested that topical Æ-941 had a beneficial effect in psoriasis.

Conclusion: Our results show that Æ-941 has anti-angiogenic and anti-inflammatory properties. Antiangiogenesis agents such as Æ-941 provide an entirely new class of agents to treat cutaneous and systemic diseases associated with altered vascularity.

Sommaire

Antécédents : Nombre de maladies inflammatoires sont associées à des transformations vasculaires. Le psoriasis, par exemple, est une affectation inflammatoire courante de la peau, caractérisée par la dilatation précoce des capillaires. Les lésions psoriasiques plus évoluées sont marquées par une prolifération de vaisseaux sanguins et l'élaboration de néovaisseaux. Le recours à des agents qui ciblent ces modifications vasculaires représente une nouvelle voie dans le traitement des maladies inflammatoires. À cet égard, certains pensent que les cartilages pourraient contenir des substances de nature à inhiber la formation de vaisseaux sanguins, puisqu'il s'agit de tissus avasculaires.

Objectif : 1) Déterminer si des extraits de cartilages peuvent inhiber l'angiogénèse. 2) Comme certaines maladies, dont le psoriasis, sont associées à une altération de l'angiogénèse, voir si l'inhibition de cette dernière peut contribuer au traitement du psoriasis.

Méthodes : Préparation d'extraits de cartilages de requins par homogénéisation et ultrafiltration pour en tirer l'agent actif appelé E941. Essai de détection d'activité antiangiogénique au moyen du test de vascularisation embryonnaire, qui est en fait une version modifiée de la culture ex vivo d'embryons de poulets. Comme l'une des premières étapes de l'angiogénèse est la dégradation des métalloprotéases de la membrane basale des capillaires, on a évalué l'activité collagénasique de l'agent E941 à l'aide d'un substrat formé de peptides fluorogéniques. Les propriétés anti-inflammatoires ont été évaluées à l'aide d'un modèle d'irritation cutanée chez l'être humain.

Résultats : On a observé sur les embryons une inhibition de la néovascularisation et de l'activité collagénasique qui sont fonction de la dose d'E941 utilisée. À l'application de doses d'essai sur l'avant-bras des sujets, il est apparu que l'E941 possède des propriétés anti-inflammatoires. Des données anecdotiques donnent à croire que l'application topique d'E941 a un effet bénéfique sur le psoriasis.

Conclusion : Nos résultats montrent que l'E941 a des propriétés anti-angiogéniques et anti-inflammatoires. Les agents anti-angiogéniques comme l'E941 représentent une catégorie toute nouvelle de traitement des maladies cutanées et systémiques associées à une altération de la vascularité.


Received 6/9/97. Accepted for publication 6/9/97.

*Les Laboratoires Aeterna, Ste-Foy, PQ; †Laval University Hospital Research Center, Ste-Foy, PQ, Canada;  ‡Dermatological Clinic, Jonquière, PQ, Canada; §Inst. Marine Biosciences, NRC, Halifax, NS, Canada; ¶Estée Lauder Companies, Melville, New York, NY, USA; #Sunnybrook Hospital, Toronto, ON, Canada

Reprint requests: Éric Dupont, PhD, Les Laboratoires Aeterna, 456 rue Marconi, Parc Jean-Talon, Ste-Foy, PQ Canada G1N 4A8

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