Els efectes beneficiosos de Verbascoside de Cistanche Herb

Contacte: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Correu electrònic:audrey.hu@wecistanche.com

Verbascoside protegeix els ratolins de la gangrena de gas clostridial inhibint l'activitat de la toxina alfa i la perfringolysina O

La gangrena gasosa, causada principalment pel bacteri anaeròbic Clostridium perfringens (C. perfringens), causa la mort dins de les 48 h de l'inici. Hi ha estratègies terapèutiques limitades disponibles, i s'associa amb una mortalitat extremadament alta. Tant C. perfringens alfa-toxin (CPA) com perfringolysina O (PFO) són factors de virulència importants en el desenvolupament de la gangrena gasosa, el que suggereix que són dianes terapèutiques. Aquí trobem queverbascòsidunglicòsid fenilpropanoidesàmpliament distribuïda en Medicaments a base d'herbes xineses Cistanche, podria inhibir eficaçment l'activitat biològica tant de CPA com de PFO en els assays hemolítics.

L'oligomerització del PFO va ser notablement inhibida per verbascòsids. Tot i que no es va observar cap activitat antibacteriana,verbascòsidel tractament protegia les cèl·lules Caco-2 dels danys causats pel CPA i el PFO. A més, els ratolins infectats tractats ambverbascòsidsignificativamentDanys alleujats,Reducció de la càrrega bacterianaiDisminució de la mortalitat. En resumVerbascoside té un efecte terapèutic eficaç contra la virulència de C. perfringens tant in vitro com in vivoorientació simultàniament a CPA i PFO. Els nostres resultats proporcionen una estratègia prometedora i un compost potencial de plom per a les infeccions per C. perfringens, especialment la gangrena gasosa.

Paraules clau: alfa-toxina, anti-infecció, Clostridium perfringens, gangrena gasosa, perfringolysina O, verbascoside

Clostridium perfringens (C. perfringens) és un bacteri anaeròbic grampositiu que està àmpliament distribuït a la natura i a l'intestí humà (Fraser i Collee, 1975). C. perfringens pot secretar quatre toxines principals (α, β, ε i Ì) i, en conseqüència, es divideix en cinc serotips, A-E (Titball, 2005). En els humans, C. perfringens pot causar una varietat de malalties, com la intoxicació alimentària i la gangrena gasosa, aquesta última de les quals també pot ocórrer en animals, com gats, bestiar boví, gossos, ovelles, cavalls i cabres (Verherstraeten et al., 2015). El període d'incubació de la gangrena gasosa és curt, i la infecció es pot establir dins de 6-8 h (Uzal et al., 2015). Més greument, més del 50% dels infectats continuaran desenvolupant toxèmia sistèmica, que finalment conduirà a la mort; així, sense l'administració oportuna i efectiva del tractament, la gangrena gasosa pot comportar greus pèrdues econòmiques (Low et al., 2018). No obstant això, els tractaments habituals, com el tractament antibiòtic i el tractament quirúrgic de la gangrena gasosa, tenen certs desavantatges, incloent però no limitats a la resistència als antibiòtics i les lesions d'amputació als pacients (Park et al., 2010; Osman y Elhariri, 2013). Per tant, cal trobar nous mètodes o idees per al tractament de la gangrena gasosa.

La gangrena gasosa clostridial és la malaltia infecciosa fulminant causada principalment per la interacció d'una toxina C. perfringens (CPA) i perfringolysina O (PFO) (Hifumi et al., 2018). El CPA, pertanyent a la família dels enzims bacterians de zinc-metall fosfololipasa, és produït per tots els C. perfringens, està codificat per cromosomes, és una toxina important en C. perfringens, i exhibeix tant la fosfololipasa C com les activitats de sphingomielinasa (van Bunderen et al., 2010; Masataka et al., 2015). En la dècada de 1990, Awad et al. (1995) van utilitzar mutants de CPA per provar un model de ratolí gangrena de gas i van trobar que les soques que no tenien el gen CPA van mostrar una disminució de la patogenicitat i menys dany tissular després de la infecció. Aquest treball va confirmar que el CPA és la principal toxina de la gangrena gasosa. L'any 2000, Alberto va dur a terme estudis en profunditat mitjançant la construcció d'un model molecular de mutants a-toxina i tres bucles en el domini C-terminal, i l'activitat hemolítica i citotoxicitat dels mutants es van reduir en comparació amb els del tipus salvatge. Es va demostrar que l'activitat de l'esfingomielinasa i el domini C-terminal són necessaris per a la miotoxicitat in vivo (Alape-Giron et al., 2000). El PFO, una citoïsina dependent del colesterol (CDC), interactua amb la membrana cel·lular com un monòmer, i el complex preparat s'insereix a la bicapa de membrana per oligomerització, finalment lliscant les cèl·lules hoste (Johnson i Heuck, 2014). Tot i que el PFO no és necessari per a la letalitat, pot causar citotoxicitat de macròfais en les primeres etapes de la mionecrosi i és important per a la formació de trombes en les últimes etapes de la infecció, contribuint a la patogènesi de la gangrena gasosa (Verherstraeten et al., 2015). El CPA es pot combinar amb PFO per danyar els neutròfils acumulats en el lloc infectat i induir disfunció cel·lular endotelial, edema i isquèmia, donant lloc finalment a hipòxia tissular i proporcionant un entorn anaeròbic favorable per al creixement i reproducció de C. perfringens (Bryant i Stevens, 1996). Així, aquest estudi es dirigeix a CPA i PFO i té com a objectiu revelar un nou mètode per tractar la gangrena gasosa.

En aquest estudi, es van examinar dos inhibidors de toxines de 17 compostos naturals per hemòlisi per trobar un potencial inhibidor de la gangrena gasosa. Les dades hemolítices de diversos compostos es mostren a la taula 1. Entre els 17 tipus de compostos naturals, el verbascòsid té el millor efecte inhibidor sobre ambdues toxines, i per tant hem seleccionat verbascòsid com a compost diana per a aquest estudi. Verbascoside està àmpliament distribuït en diverses herbes a base d'herbes xineses com el cistanche i va ser aïllat i extret deVerbascòsidper un científic italià el 1963 (Speranza et al., 2010; Zhu et al., 2016). Els estudis han demostrat queverbascoside té molts efectes biològics i farmacològicscomAntiinflamatori, antioxidant, antibacterià, antitumoral, antifúngic i quelacióiEs pot utilitzar en cosmètics de la pellipreparatius d'actualitat.Altres informes han demostrat que el verbascòsid pot ser completament absorbit dins d'1 h i arribar a una alta concentració de sang i que la seva biodisponibilitat en el part a través de diversos mètodes d'injecció no supera el 25% (Dai et al., 2017; Feng et al., 2018). A partir de les activitats farmacològiques esmentades, aquest estudi va trobar i va estudiar l'inhibidorEfectes de verbascosidegangrena gasosa a través d'una sèrie d'experiments in vitro i in vivo.

Verbascoside inhibeix l'activitat hemolítica del PFO i el CPA

S'ha informat que alguns flavonoides són inhibidors eficaços contra les toxines que formen porus (Li et al., 2013; Wang et al., 2017; Zhou et al., 2017). Aquí, es va trobar que el verbascòsid, un fenilpropanoide, inhibia l'activitat hemolítica tant de les toxines PFO com cpa secretades per C. perfringens. Quan les concentracions de verbascòsids oscil·laven entre 2 i 32 |ig /ml, el tractament literalascòsid va inhibir significativament l'activitat hemolítica d'aquestes toxines d'una manera dependent de la dosi, indicant que el verbascòsid és un inhibidor eficaç tant del PFO com del CPA.

Verbascoside no afecta el creixement de C. perfringens

A més, vam realitzar estudis de MIC i corba de creixement bacterià per determinar l'activitat antibacteriana de verbascòsid contra C. perfringens, revelant un resultat d'assaig del MIC (Figura 2A) >256 |ig /ml. De la mateixa manera, els resultats de la corba de creixement bacterià (Figura 2B) indiquen que el verbascòsid no afecta el creixement normal dels bacteris. En conjunt, els nostres resultats indiquen que el tractament literal no té cap influència en la viabilitat de C. perfringens a les concentracions necessàries per a la inhibició de l'activitat de PFO i CPA.

Verbascoside protegeix les cèl·lules dels danys induïts per PFO o CPA

Clostridium perfringens alfa-toxina i PFO en C. perfringens són les principals toxines que causen gangrena gasosa; per tant, també es va examinar si verbascòsid podria protegir les cèl·lules d'aquestes dues toxines. En primer lloc, vam realitzar una prova de citotoxicitat amb el fàrmac verbascòsid, que no va danyar les cèl·lules (Figura 3A). Després, aquest compost es va afegir al sistema de co-cultiu de cèl·lules i PFO o CPA. VL'erbascoside va inhibir la citotoxicitat d'aquestes dues toxines.en cèl·lules Caco-2. En comparació amb les mostres no tractades amb verbascòsid, el dany induït per les toxines a les cèl·lules de Caco-2 tractades amb verbascòsid a 0,5 Jig / ml es va reduir significativament d'una manera dependent de la dosi. Especialment per a la proteïna PFO, les cèl·lules es van protegir eficaçment a una concentració de fàrmacs de 0,25 ig / ml (P< 0.05).="" a="" subsequent="" cell="" viability/death="" assay="" (figures="" 3d-k)="" was="" further="" employed="" to="" prove="" this="" protective="" effect.="" as="" expected,="" verbascoside="" treatment="" visibly="" protected="" against="" cell="" injury="" induced="" by="" pfo="" or="" cpa.="" taken="" together,="" our="" results="" established="" that="" verbascoside="" significantly="" inhibits="" the="" cell="" damage="" induced="" by="" pfo="" or="" cpa="" in="" a="" dose-dependent="">

Verbascoside inhibeix l'activitat hemolítica PFO disminuint la seva oligomerització

L'activitat hemolítica del PFO ha d'anar acompanyada de l'aparició d'oligomerització i formació de porus (Johnson i Heuck, 2014). Aquí, l'oligomerització del PFO va ser induïda per KCl i sang de conill, i es va detectar l'oligomerització de PFO (Figura 4), revelant una disminució de la intensitat de la banda d'oligomerització quan es va augmentar la concentració de verbascòsids. En conjunt, els nostres resultats suggereixen que el tractament verbascòsid inhibeix l'oligomerització del PFO i, per tant, redueix l'activitat hemolítica d'aquesta toxina.

Verbascoside protegeix els ratolins de la infecció per C. perfringens

Es va establir un model muscular de la cama del ratolí de gangrena per determinar si la protecció observada in vitro també es podia observar in vivo. Les cames dels ratolins infectats amb ATCC13124 eren En canvi, el nombre de cèl·lules inflamatòries en el grup de fàrmacs es va reduir significativament i el teixit estava intacte després del tractament amb verbascòsid. A més, el nombre de bacteris colonitzats en els músculs de les cames es va reduir significativament després del tractament amb verbascòsid. Com es mostra en els resultats de l'experiment, el 93,33% dels ratolins infectats van morir per 32 h després de la infecció. Com era d'esperar, la taxa de supervivència dels ratolins que rebien verbascòsids va augmentar un 33,33%, ja que només el 60% dels ratolins infectats van morir (P = 0,015 per una prova de rang de registre). A més, el tractament amb verbascòsids va retardar el pic del període de mort en gairebé 8 h (de 32 h per a ratolins infectats amb ATCC 13124 a 40 h per a ratolins tractats amb verbascòsids) i, per tant, podria ampliar el temps preciós necessari per al rescat clínic. En conjunt, els nostres resultats van indicar que en ratolins, verbascòsid pot proporcionar una protecció sistèmicament eficaç contra la gangrena gasosa causada per C. perfringens.

Com a bacteri anaeròbic grampositiu, C. perfringens està àmpliament distribuït a la natura i pot secretar una varietat de toxines, que poden conduir a una varietat de malalties en humans i animals, incloent la gangrena gasosa (Fraser i Collee, 1975; Verherstraeten et al., 2015). La gangrena gasosa és causada principalment per la combinació de toxines a i theta secretades per C. perfringens, que poden conduir a la mort d'animals infectats, el que resulta en grans pèrdues econòmiques. No obstant això, fins a la data, els mètodes eficaços per tractar la gangrena gasosa inclouen oxigen hiperbàric, cirurgia i antibiòtics. Entre ells, la cirurgia pot causar danys físics substancials als pacients i tenir un impacte molt incòmode en la vida postoperatòria. S'han trobat nombrosos gens de resistència a la tetraciclina en aïllats de C. perfringens de Suècia, Noruega, Dinamarca i altres llocs. Així, es necessiten noves estratègies o agents per combatre aquesta infecció bacteriana (Park et al., 2010; Osman y Elhariri, 2013). En aquest estudi, el verbascòsid fenilpropanoide, que es diferencia dels tractaments antibacterians tradicionals (antibiòtics), podria inhibir l'activitat hemolítica tant de la CPA com del PFO, dues toxines importants que formen porus que contribueixen críticament a la patogenicitat de C. perfringens. A nivell cel·lular, verbascòsid també podria protegir eficaçment les cèl·lules de Caco-2 d'aquestes dues toxines a baixes concentracions (0,25-2 ig / ml). En particular, verbascòsid podria reduir les activitats de les toxines inhibint l'oligomerització del PFO. Aquests resultats podrien proporcionar dades bàsiques suficients per a la investigació in vivo.