Part 2: L'acteòsid contraresta els processos catabòlics induïts per la interleucina-1 - mitjançant la modulació de proteïnes quinases activades per mitogens i la via de senyalització cel·lular NFκB
Mar 05, 2022
Contacte: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correu electrònic:audrey.hu@wecistanche.com
HyangI Lim, 1 Do Kyung Kim, 1 Tae-Hyeon Kim, 1 Kyeong-Rok Kang,
L'artrosi (OA) és la malaltia articular degenerativa més freqüent amb dolor articular crònic causat per la degeneració progressiva del cartílag articular a les articulacions sinovials.Acteòsid, un glicòsid de cafeoilfeniletanoide, té diverses activitats biològiques com ara efectes antimicrobians, antiinflamatoris, anticancerígens, antioxidants, citoprotectors i neuroprotectors. A més, l'administració oral deacteòsida dosis altes no causa genotoxicitat. Per tant, l'objectiu del present estudi és verificar els efectes anticatabòlics deacteòsidcontra la osteoartritis i la seva via de senyalització anticatabòlica.Acteòsidno va disminuir les viabilitats de les cèl·lules L929 de fibroblast de ratolí utilitzades com a cèl·lules normals i condròcits primaris de rata. L'acteòsid va contrarestar la pèrdua de proteoglican induïda per IL-1 -en els condròcits i el cartílag articular suprimint l'expressió i l'activació d'un enzim que degrada el cartílag com la metaloproteinasa de matriu (MMP-) 13, MMP-1 i MMP. -3. A més, l'acteòsid va suprimir l'expressió de mediadors inflamatoris com ara l'òxid nítric sintasa inducible, la ciclooxigenasa-2, l'òxid nítric i la prostaglandina E2 en els condròcits primaris de rata tractats amb IL-1. Posteriorment, l'expressió de citocines proinflamatòries es va reduir per l'acteòsid en els condròcits primaris de rata tractats amb IL-1. A més, l'acteòsid va suprimir no només la fosforilació de proteïnes quinases activades per mitogens en condròcits primaris de rata tractats amb IL-1, sinó també la translocació de NFκB del citosol al nucli mitjançant la supressió de la seva fosforilació. L'administració oral de 5 i 10 mg/kg d'acteòsid va atenuar la degeneració progressiva del cartílag articular en el model de ratolí osteoartrític generada per la desestabilització del menisc medial. Les nostres troballes indiquen que l'acteòsid és un agent o suplement anticatabòlic potencial prometedor per atenuar o prevenir la degeneració progressiva del cartílag articular.
Si us plau, feu clic aquí per tornar a la part 1
4. Discussió
L'articulació sinovial (diartrosi) és una estructura anatòmica complexa que consta de diversos tipus de teixits diferents situats a l'espai potencial entre els ossos per permetre la mobilitat i l'estabilitat del cos mitjançant la contraresta de les diferents intensitats de càrrega mecànica i el control dels moviments fins [16] . A mesura que la població gran augmenta a tot el món, l'OA està emergint com una malaltia degenerativa associada a problemes psicològics i socioeconòmics que s'han de resoldre amb urgència [17]. Malauradament, encara no hi ha medicaments eficaços per a l'OA; per tant, la prevenció de la degeneració del cartílag articular és la més important per mantenir les funcions articulars mecàniques associades al permís de mobilitat i estabilitat corporal.
Generalment, l'articulació sinovial es compon de dos ossos per proporcionar estabilitat i suport al múscul mitjançant lligaments i tendons i està envoltada per una càpsula articular fibrosa sinovial plena de líquid sinovial per reduir la fricció entre els cartílags articulars situats a les superfícies articulars dels ossos units. [16]. Especialment, la matriu extracel·lular (ECM) del cartílag articular es compon principalment de col·lagen de tipus II i proteoglicans que són sintetitzats i regulats per cèl·lules especialitzades anomenades condròcits. L'homeòstasi del cartílag articular està precisament equilibrada entre l'anabolisme (síntesi de l'ECM) i el catabolisme (degeneració de l'ECM) a les articulacions sinovials [18]. En general, els factors catabòlics com les citocines proinflamatòries i els mediadors inflamatoris indueixen la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant l'expressió d'enzims que degraden el cartílag com la metaloproteinasa de la matriu (MMP) i la metaloproteinasa amb motius de trombospondina (ADA-MT) dròcits [18]. Per tant, les estratègies bioquímiques recents per prevenir o atenuar la degeneració progressiva del cartílag articular s'han dirigit a la supressió dels enzims que degraden el cartílag, les citocines proinflamatòries i els mediadors inflamatoris basats en les seguretats biològiques a llarg termini a les articulacions sinovials [19, 20]. Estudis recents demostren que els productes naturals, provinents de la medicina herbal o oriental, posseeixen seguretats biològiques a llarg termini, propietats antiinflamatòries i antioxidants i poden promoure la salut de les articulacions i controlar l'OA mitjançant la supressió de l'alliberament de citocines proinflamatòries [21].
extracte de cistanche: acteòsid
L'acteòsid (anomenat verbascòsid; C29H36O15) és un glicòsid que s'aïlla de les flors o fulles de moltes plantes a base d'herbes com Scrophularia ningpoensis,Cistanche deserticola, Digitalis purpurea i Osmanthus fragrans [22, 23]. Recentment, Henn et al. va informar que l'alta concentració (100 ug/mL) d'acteòsid aïllat de les fulles de Plantago australis no només va mostrar menys citotoxicitat a les cèl·lules de hàmster xinès V79 utilitzades com a cèl·lula normal, sinó que tampoc va tenir activitats mutagèniques o genotòxiques i propietats fototòxiques [6] . A més, Perucatti et al. han informat que la prova citogenètica in vivo que està alimentant 5 mg/kg d'acteòsid al conill (Oryctolagus cuniculus) durant 80 dies no va revelar cap toxicitat amb cap altra activitat mutagènica, la qual cosa resulta en cap citotoxicitat per als animals [24]. Aquests estudis suggereixen que l'acteòsid és un material bioactiu que es pot utilitzar tant en dietes animals com humanes [6, 24]. Tal com es mostra a la figura 2, similar als estudis anteriors, l'acteòsid de 100 μM (62, 459 ug/mL) no va afectar les viabilitats de la línia cel·lular L929 de fibroblast de ratolí utilitzada com a cèl·lula normal i condròcits primaris de rata en el present estudi. Per tant, aquestes dades indiquen que l'acteòsid pot haver garantit una seguretat biològica potencial i es pot utilitzar com a suplement. L'ECM, una gran quantitat de fins a un 98 per cent del volum del cartílag, és una xarxa altament organitzada de hialurònics, proteoglicans i col·lagen tipus II [25]. Especialment, els proteoglicans són proteïnes glicosilades amb glicosaminoglicans sulfatats per formar una xarxa d'agregació que genera una densitat de càrrega estàtica per contrarestar les forces de compressió durant la funció mecànica de les articulacions sinovials [25]. Per tant, la pèrdua de proteoglicà al cartílag articular de les articulacions sinovials condueix a la discapacitat de la funció articular mecànica [25]. La degeneració del cartílag articular a causa de la pèrdua de proteoglicà provoca un desequilibri entre els processos anabòlics i catabòlics. Per tant, les estratègies biològiques recents relacionades amb la regeneració del cartílag articular i la prevenció o atenuació de la degeneració progressiva del cartílag articular estan considerant l'augment del procés anabòlic mitjançant la síntesi del component principal del cartílag articular com el proteoglicà i el col·lagen tipus II i l'augment de procés anticatabòlic contra factors catabòlics com ara citocines proinflamatòries, mediadors de la inflamació i factors de creixement catabòlics. Com es mostra a la figura 3, l'acteòsid no només va recuperar el contingut de proteoglicans mitjançant la contraposició contra l'esgotament de proteoglicans induïts per IL{22}}de citocines proinflammatòries en els condròcits primaris de rata, sinó que també va suprimir la pèrdua de proteoglicans als teixits del cartílag articular tractats amb IL{{{{ 23}} durant 7 dies. En conjunt, aquestes dades indiquen de manera consistent que l'acteòsid pot protegir o atenuar la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant la contraposició al procés catabòlic induït per citocines proinflamatòries al cartílag articular de l'articulació sinovial.
Els enzims elevats de degradació del cartílag, com ara MMP-1, MMP-3, MMP-13, ADMITS-4 i ADAMTS{-5 en el líquid sinovial de pacients amb OA són els enzims clau responsables de la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant la degradació del col·lagen i el component ECM [26, 27]. Per tant, la inhibició de l'expressió i l'activació de MMP sembla ser una estratègia terapèutica atractiva per prevenir i atenuar la degeneració progressiva del cartílag articular per mantenir la funció mecànica de les articulacions sinovials [26]. En el present estudi, l'acteòsid va suprimir de manera efectiva l'expressió i l'activació de l'enzim que degrada el cartílag en els condròcits primaris de rata tractats amb citocina proinflamatòria IL-1 tal com es mostra a la figura 4. Aquestes dades indiquen que l'acteòsid pot atenuar la degeneració progressiva de cartílag articular suprimint l'expressió i activació del cartílag articular a l'articulació sinovial amb condicions catabòliques.
Els mediadors inflamatoris com iNOS, NO, COX{0}} i PGE2 són integrals a la patogènesi de l'OA [28]. Especialment, les citocines proinflammatòries com IL{3}} i TNF augmenten la producció de NO i PGE2 mitjançant l'augment d'iNOS i COX2, respectivament, a l'articulació sinovial amb OA [29, 30]. El NO regulat inhibeix la síntesi de components de l'ECM com el col·lagen tipus II i el proteoglicà. A més, l'augment de PGE2 inhibeix la proliferació de condròcits i redueix la síntesi d'ECM [28]. Per tant, la supressió dels mediadors inflamatoris pot atenuar la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant la inhibició de la reducció de l'ECM a l'articulació sinovial amb OA. En el present estudi, l'acteòside va suprimir eficaçment la regulació positiva dels mediadors inflamatoris tal com es mostra a la figura 5. Aquestes dades indiquen de manera consistent que l'acteòsid pot atenuar la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant la supressió dels mediadors inflamatoris a l'articulació sinovial amb OA.
A més, la sobreexpressió de citocines proinflamatòries per part de la sinovi i els condròcits inflamats és un factor patogènic de risc important en la patogènesi de l'OA. Especialment, es creu que l'expressió de citocines proinflamatòries és generada per la membrana sinovial en l'etapa d'inici de l'OA. Seqüencialment, les citocines proinflamatòries regulades activen els condròcits per expressar la seva pròpia expressió i per sintetitzar els enzims que degraden el cartílag, les quimiocines i els mediadors inflamatoris [31]. Per tant, la supressió de citocines proinflammatòries pot prevenir l'OA i pot atenuar la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant la inhibició d'altres citocines proinflamatòries, mediadors inflamatoris i enzims degradants del cartílag. En el present estudi, l'acteòsid va suprimir la producció de citocines proinflammatòries com ara CINC-2, CINC-3, CNTF, fractalquina, IL-1, IL{-1, leptina, MCP{ {7}}, MIP-3 i -NGF en condròcits primaris de rata tractats amb IL-1 en comparació amb IL-1 sol, tal com es mostra a la figura 6.
Gouze et al. va informar que el CINC-2 va augmentar significativament en els condròcits tractats amb IL-1 de manera similar al nostre estudi [32]. No obstant això, un estudi recent va demostrar que el processament de la columna vertebral de les entrades doloroses està estretament alterat durant la patogènesi de l'OA [33]. Pel que fa al dolor articular, CINC-2 i CINC{-3 es van regular significativament a la banya dorsal espinal dels animals OA generats per la injecció intraarticular de iodoacetat monosòdic a l'articulació del genoll [34, 35]. Encara que el paper fisiopatològic de CINC-2 i CINC-3 en la patogènesi de l'OA és encara en gran mesura desconegut, aquests estudis indiquen que l'expressió de CINC{-2 i CINC{-3 a la columna dorsal banya en condicions d'OA pot estar estretament associada amb el desenvolupament de dolor articular durant la patogènesi de l'OA.
herba cistanche
El CNTF, que és un factor neurotròpic pluripotent i està relacionat amb la família de citocines que inclou IL-6, IL{-11, la família inhibidora de la leucèmia i l'oncostatina, s'uneix i fa senyals per mantenir l'homeòstasi òssia a través del subunitat del coreceptor gp130 [36]. Tot i que la funció biològica del CNTF encara és desconeguda en gran mesura en l'OA, estudis recents han demostrat que la senyalització CNTF-gp130 pot estar associada amb la remodelació òssia patològica evident en l'artritis reumatoide (AR), la malaltia periodontal, les espondiloartropaties i l'OA mitjançant la regulació de la diferenciació i activitat dels osteoblasts, osteoclasts i condròcits [36]. A més, un estudi recent va demostrar que el -NGF, un factor neurotròfic implicat en la regulació fisiològica de les cèl·lules neuronals, estava regulat a la sang i el líquid sinovial en pacients amb OA [37]. Tanmateix, diversos estudis han informat que el bloqueig de NGF redueix el dolor de l'OA [38–40]. Per tant, els factors neurotròfics, inclosos CNTF i NGF, no només es consideren factors de risc patògens de la progressió de l'OA, sinó que també proporcionen l'enllaç neurològic entre la degeneració progressiva del cartílag articular i el desenvolupament del dolor crònic d'OA. A més, s'ha considerat una molècula d'orientació terapèutica per reduir el dolor crònic d'OA.
La fractalquina també coneguda com a quimiocina CX3CL1 s'expressa de manera exuberant tant en condròcits articulars d'humans adults com de rata tractats amb IL-1 [41, 42]. Estudis recents han informat que la fractalquina promou l'expressió de MMP - 3 a través de les vies de senyalització cel·lular CX3CR1, c-Raf, MEK, ERK i NFκB al teixit sinovial obtingut dels pacients amb OA [43]. A més, l'anàlisi de metilació de l'ADN a escala genòmica en condròcits OA va revelar que el gen de la fractalquina no només estava hipometilat, sinó que també es correlacionava constantment amb la seva expressió d'ARNm [44]. MCP-1, un membre de la família de les quimiocines per induir la inflamació, desencadena la quimiotaxi i la migració transendotelial del monòcit a la lesió inflamatòria. Recentment, Xu et al., han informat que l'eix 2 del receptor MCP-1 i quimiocines (motiv CC) estan implicats en la degradació del cartílag articular mitjançant l'expressió de MMP-13 i l'augment de l'OA.
apoptosi de condròcits [45]. A més, la MIP-3 també anomenada quimiocina CCL20 s'expressa abundantment al cartílag articular dels pacients amb OA i augmenta la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant l'expressió d'enzims que degraden el cartílag com MMP-1 i MMP. -3, mediador inflamatori com PGE2 i citocina proinflammatòria IL-6 [46]. Per tant, les quimiocines com la fractalquina, la MCP-1 i la MIP-3 també s'han considerat un factor de risc fisiopatològic per iniciar la progressió de l'OA.
La leptina és una hormona peptídica que pertany a les adipocines, que són citocines secretades pel teixit adipós [47]. Estudis recents han informat que el nivell de leptina no només s'eleva significativament en el cos humà amb obesitat, sinó que també augmenta en el sèrum i el líquid sinovial recollits dels pacients amb OA que es correlaciona amb la gravetat de l'OA [48]. Per tant, estudis recents han suggerit que les expressions de la leptina i el seu receptor s'han considerat positivament com un factor de risc associat al desenvolupament de l'OA [49-51]. [52]
La família IL-1, incloent IL-1 i IL{-1 , es considera la citocina més clau associada amb la patogènesi de l'OA que indueix el procés catabòlic inflamatori combinat amb altres factors catabòlics com l'envelliment, obesitat i lesió articular traumàtica [53]. En general, el nivell de la família IL-1 al líquid sinovial, la membrana sinovial, el cartílag articular i l'os subcondral està elevat a l'articulació sinovial dels pacients amb OA [54]. Després que la família IL-1 s'uneix als seus receptors, manifesta la degeneració progressiva del cartílag articular per l'expressió d'altres citocines, quimiocines, molècules d'adhesió, mediadors inflamatoris i enzims que degraden el cartílag mitjançant la fosforilació de la senyalització cel·lular. factors transcripcionals com el NFκB i els MAPK [54]. Com es mostra a la figura 7, l'acteòsid no només va reduir la fosforilació d'ERK1/2, p38 i JNK, sinó que també va inhibir la fosforilació de NFκB als condròcits primaris de rata tractats amb IL-1. A més, la figura 8 mostra que l'acteòsid va inhibir la translocació de NFκB del citosol al nucli en els condròcits primaris de rata tractats amb IL-1. Per tant, els nostres resultats indiquen constantment que l'acteòsid contraresta els efectes catabòlics induïts per IL-1 -com l'expressió d'enzims que degraden el cartílag i la producció de citocines proinflammatòries i mediadors inflamatoris mitjançant la inactivació de vies de senyalització cel·lular com MAPK i NFκB als condròcits primaris de rata. Recentment, semblant al nostre estudi, Qiao et al. han informat que l'acteòsid inhibeix la resposta inflamatòria en animals induïts per OA [55]. Van mostrar la supressió de citocines inflamatòries mitjançant la inactivació de la via de senyalització JAK/STAT al teixit sinovial d'animals OA induïts per DMM als quals se'ls va administrar una injecció intraperitoneal d'acteòsid [55]. Tanmateix, per estimar l'eficàcia de l'acteòsid com a suplement preventiu d'OA, en el present estudi es va administrar l'acteòside per via oral als animals d'OA induïts per DMM. A continuació, es va avaluar histològicament l'alteració del cartílag articular tal com es mostra a la figura 9. La nostra avaluació histològica va demostrar que l'administració oral d'acteòsid va prevenir de manera consistent la degeneració progressiva del cartílag articular mitjançant la inhibició de la pèrdua de proteoglicans en animals d'OA induït per DMM.
cistanche acteòsid
5. Conclusions
Les nostres troballes suggereixen que l'acteòsid és capaç d'administració oral i es pot utilitzar com a suplement eficaç per prevenir o atenuar l'OA basat en la seguretat biològica i els efectes anticatabòlics contra les citocines proinflamatòries.
Referències
[1] JS Di Chen, W. Zhao, T. Wang, L. Han, JL Hamilton i H.-J. Sóc, "Osteoartritis: cap a una comprensió integral del mecanisme patològic", Bone Research, vol. 5, no. 1,2017.
[2] G. Musumeci, FC Aiello, MA Szychlinska, M. Di Rosa, P. Castrogiovanni i A. Mobasheri, "Osteoartritis in the XXIst century: risk factors and behaviors that influence disease onset and progression", International Journal of Molec. - Ciències ulars, vol. 16, núm. 12, pàgines 6093–6112, 2015.
[3] A. Ghouri i PG Conaghan, "Perspectives de teràpies en osteoartritis", Calcified Tissue International, 2020.
[4] B. Klimek, "6′-0-Apiosyl-verbascoside in the flowers of mullein (Verbascum species)," Acta Poloniae Pharmaceutica, vol. 53, núm. 2, pàgs. 137– 140, 1996.
[5] F. Pardo, F. Perich, L. Villarroel i R. Torres, "Isolation of verbascoside, an antimicrobial constituent of Buddleja Globo leaves", Journal of Ethnopharmacology, vol. 39, núm. 3, pàg. 221- 222, 1993.
[6] JG Henn, L. Steffens, ND de Moura Sperotto, et al., "Avaluació toxicològica d'un extracte hidroetanòlic estandarditzat de fulles de Plantago australis i el seu compost principal, verbascoside", Journal of Ethnopharmacology, vol. 229, pàgines 145– 156, 2019.
[7] M. Khullar, A. Sharma, A. Wani et al., "L'acteòsid millora les respostes inflamatòries a través de la via NFkB en el dany hepàtic induït per l'alcohol", International Immunopharmacology, vol. 69, pàgines 109–117, 2019.
[8] TW Hwang, DH Kim, DB Kim et al., "Efecte anticancerígen sinèrgic de la quimioteràpia del glioblastoma basada en acteòsids i temozolomida", International Journal of Molecular Medicine, vol. 43, núm. 3, pàgines 1478–1486, 2019.
[9] X. Li, Y. Xie, K. Li et al., "Antioxidation and cytoprotection of acteoside and its derivats: comparison and mechanistic chemistry", Molecules, vol. 23, núm. 2, pàg. 498, 2018.
[10] M. Li, F. Zhou, T. Xu, H. Song i B. Lu, "L'acteòsid protegeix contra el dany neuronal dopaminèrgic induït per 6-OHDA mitjançant la via de senyalització Nrf2-ARE, " Toxicologia alimentària i química, vol. 119, pàgs. 6–13, 2018.
