Integrierte Pharmakologie und Netzwerk-Pharmakologie der aktiven Komponenten von Xinjiang Zukamu Granulat zur Vorbeugung und Heilung von Lungenentzündung durch das neuartige Coronavirus
Die neuartige Coronaviruserkrankung 2019 (COVID-19) ist eine akute Lungeninfektion, die durch ein behülltes RNA-Virus verursacht wird. Das neuartige Coronavirus (früher bekannt als 2019 nCoV, jetzt bekannt als SARS CoV-2) befällt hauptsächlich die Atemwege und macht sich durch Fieber, trockenen Husten und Müdigkeit bemerkbar. In schweren Fällen kann es rasch zu akutem Atemnotsyndrom (SARI), septischem Schock und sogar zu multiplem Organversagen kommen. In Bezug auf die Pathogenitätsmechanismen und die klinischen Erscheinungsformen weist es erhebliche Ähnlichkeiten mit einer Gruppe von SARS-ähnlichen Coronaviren auf. SARS-CoV-2 kann an das Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) binden, in Zellen eindringen und eine Infektion verursachen. Nachdem SARS-CoV-2 in die Wirtszelle eingedrungen ist, setzt es RNA frei und aggregiert mit Ribosomen in der Zelle, wodurch die 3C-Protease (3CLpro) des kleinen Ribonukleinsäurevirus übersetzt wird. Daher spielen 3CLpro und ACE2 auch eine entscheidende Rolle bei der Pathogenese von SARS-CoV-2. Allerdings gibt es noch immer keine wirksamen klinischen Medikamente zur Unterdrückung des Virus.

Gemäß der Empfehlung des Expertenkonsens zur Behandlung von Lungenentzündungen, die mit dem neuartigen Coronavirus infiziert sind, die von der Gesundheitskommission der Autonomen Region Xinjiang Uygur am 1. Februar veröffentlicht wurde, stehen viele lokale Arzneimittel in Xinjiang auf der Liste. Für Patienten mit feuchtem und heißem Blutstau wird empfohlen, Zukamu-Granulat (ZKMG) zu verwenden. ZKMG besteht aus 10 traditionellen chinesischen Arzneimitteln, darunter Shan Nai, Schlaf-Lotus, Pfefferminze, Jujube, Kamille, Po Bu Mu Guo, Süßholz, Shu Kui Zi, Rhabarber und Mohnblume, die eine gute Wirkung gegen Influenza-Viren, antibakteriell und entzündungshemmend haben.

Die integrierte pharmakologiegestützte Forschungsplattform für traditionelle chinesische Medizin (TCMIP) V2.0 nutzt die Online-Datenbank der Enzyklopädie für traditionelle chinesische Medizin (ETCM) als Datenquelle und umfasst sieben Funktionsmodule: krankheitsbezogene Molekülsätze und deren Funktionsanalyse, Syndrom-bezogene Molekülsuche und Funktionsanalyse, auf traditionelle chinesische Medizin bezogene Arzneimitteleigenschaften, Zielvorhersage und Funktionsanalyse traditioneller chinesischer Medizin (einschließlich Verschreibungen), Analyse von Verschreibungs- und Medikationsregeln, Suche nach Assoziationsnetzen traditioneller chinesischer Medizin und Rückwärtssuche in traditioneller chinesischer Medizin (einschließlich Verschreibungen). Die Netzwerkpharmakologie ist eine neue Disziplin, die Systembiologie, Computerbiologie und multidisziplinäre Pharmakologie miteinander verbindet. Die Interaktionsmechanismen zwischen Arzneimitteln und Krankheiten können aus der Perspektive der Stabilität von Netzwerken auf mehreren Ebenen erforscht werden. Diese Studie nutzt die integrierte Pharmakologie der traditionellen chinesischen Medizin, die Netzwerk-Pharmakologie und das molekulare Docking, um die Wirkstoffe des Zukamu-Granulats umfassend zu analysieren. Die molekulare Docking-Technologie wird verwendet, um die Wirkstoffe von ZKMG mit 3CLpro und ACE2 anzudocken, um die materielle Grundlage der Wirkung von ZKMG auf COVID-19 zu erforschen und bestimmte Hinweise und Grundlagen für seine klinische Anwendung zu liefern.

TCMIP V2.0 trägt dazu bei, das Phänomen der "Fragmentierung" zwischen "chemischer Zusammensetzung in vivo Prozessen, pharmakologischer Aktivität und symptomatischen Wirkungen" in der modernen Forschung der traditionellen chinesischen Medizin zu überwinden und ein pharmakologisches Bewertungssystem und eine Forschungsmethode mit Merkmalen der chinesischen Medizin zu entwickeln. In diesem Artikel wurde durch die Integration der Pharmakologieplattform der traditionellen chinesischen Medizin und der Netzwerkpharmakologie festgestellt, dass die optimalen Bindungsenergien der 16 Wirkstoffe von ZKMG mit 2019 nCoV Mpro und ACE2 niedriger sind als die der klinisch empfohlenen chemischen Arzneimittel. Nach der MACCS-Methode zur Extraktion molekularer Fingerabdrücke und der durch den Tanimoto-Koeffizienten definierten Methode zur Messung der Ähnlichkeit wurden 16 Wirkstoffe auf ihre Ähnlichkeit mit von der FDA vermarkteten Arzneimitteln geprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass unter ihnen 10 Wirkstoffe, darunter Luteolin, Cumarin, Rhein, Mangiferin, Kaempferol, halbes Süßholz-Isoflavon B, Isorhamnetin, Cilantrol, Kaempferol und Quercetin, die Anforderung einer Punktzahl ≥ 0,8 erfüllten. Luteolin hemmt die durch Sepsis hervorgerufene akute Lungenverletzung durch seine entzündungshemmende und antioxidative Wirkung. Rhein verbessert wirksam die Lungenentzündung und das Lungenödem bei Ratten mit akuter Lungenverletzung, die durch Ölsäure ausgelöst wurde, indem es die mikrovaskuläre Barriere in der Lunge verbessert. Formononetin induziert die Apoptose und hemmt das Wachstum der Lungenkrebszelllinie A549. Kaempferid erhöht die Chemotherapie-Empfindlichkeit der A549-Zellen des menschlichen Lungen-Adenokarzinoms, indem es die Expression von Akt und Claudin-2 reduziert. Diosmetin hat eine gewisse therapeutische Wirkung auf die durch Mekonium verursachte akute Lungenverletzung bei neugeborenen Ratten, indem es den arteriellen Oxygenierungsindex und die Expression von Entzündungsfaktoren verringert. Patienten, die mit dem SARS-CoV-2-Virus infiziert sind, haben eine große Menge an IFN-γ, MCP-1, IP-10 und IL-I β. Die Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus führt zu einer erhöhten Sekretion von IL-4 und IL-10, die die Entzündung unterdrücken. Quercetin übt entzündungshemmende Wirkungen aus, indem es IL-6, IL-1 β und TNF herunterreguliert und IL-10 hochreguliert. Kaempferol hat eine schützende Wirkung auf die virusinduzierte akute Lungenverletzung bei Mäusen, indem es den oxidativen Stress reduziert und Entzündungsfaktoren wie TNF-α, IL-6 und IL-1-β in der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit signifikant senkt und den NF-κ-B-Signalweg hemmt. Die obigen Ausführungen belegen die Vorhersageergebnisse der Wirkstoffe in Xinjiang Zukamu Granulat für die Prävention und Behandlung von COVID-19. Es gibt relativ wenige Forschungsberichte über die Bestandteile wie Eriodictyol, Semi-Lakritz-Isoflavon B und Isorhamnetin, und weitere Forschung ist erforderlich.

Die multidimensionale Netzwerkanalyse der Kernziele der Wirkstoffe der traditionellen chinesischen Medizin zeigt, dass es einen Wirkstoff in ZKMG gibt, der mit mehreren Kernzielen interagiert, und dass es auch ein Phänomen gibt, dass verschiedene Wirkstoffe für dasselbe Kernziel verwendet werden. Dies spiegelt den Mechanismus der gemeinsamen Wirkung zwischen mehreren Komponenten und Zielen in der traditionellen chinesischen Medizin wider. Die Analyse der KEGG-Signalwege ergab, dass Kernziele wie PIK3CG, AKT1 und CDK6 gleichzeitig an Signalwegen beteiligt sind, die mit dem Nervensystem, dem endokrinen System und der Immunreaktion sowie mit kleinzelligem und nicht-kleinzelligem Lungenkrebs zusammenhängen, die für die Lunge am wichtigsten sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass 10 Wirkstoffe, darunter Luteolin, Cumarin, Rhein, Mangiferin, Kaempferol, halbes Lakritz-Isoflavon B, Isorhamnetin, Cilantrol, Kaempferol und Quercetin, durch eine synergistische Wirkung mit 3C-ähnlichen Proteasen auf mehrere Ziele und Wege therapeutische Wirkungen entfalten und dadurch eine unterstützende Rolle bei der Behandlung von COVID-19 spielen können. Angesichts der Grenzen der Integration von Pharmakologie und molekularem Docking ist experimentelle Forschung erforderlich, um eine theoretische und experimentelle Grundlage für die ZKMG-Behandlung von COVID-19 und die spätere Arzneimittelentwicklung zu schaffen.