El efecto del aceite esencial compuesto en la transición endotelial mesenquimal inducida por PM2.5 de las células endoteliales microvasculares pulmonares de ratón
Las PM2,5 (partículas finas con diámetro aerodinámico ≤ 2,5 μ m) son uno de los principales contaminantes causantes de la polución atmosférica. Las PM2,5 tienen una gran superficie específica, lo que facilita el transporte de sustancias tóxicas y nocivas que penetran en los alvéolos profundos a través del sistema respiratorio, causando inflamación y daño pulmonar y pudiendo progresar a fibrosis pulmonar. El aumento significativo de fibroblastos es la principal característica de la fibrosis pulmonar. El colágeno se acumula en la periferia de los vasos sanguíneos pulmonares y los septos alveolares, y el tejido conectivo fibroso también aumenta en consecuencia, lo que en última instancia provoca un aumento de la dureza de la matriz y una dificultad en el intercambio gaseoso. La transición mesenquimal endoendotelial (EndMT) es una de las fuentes de fibroblastos, caracterizada por la pérdida gradual de marcadores de fenotipo como la cadherina de células endoteliales vasculares (VE cadherin/CDH5) y la molécula de adhesión de células endoteliales plaquetarias-1 (CD31/PECAM-1) en las células endoteliales, y una mayor expresión de marcadores fenotípicos como el colágeno tipo I (Col1), la vimentina y la actina muscular lisa alfa (cta2/alfa SMA) en las células mesenquimales. Proteína específica de fibroblastos 1 (Fsp1/S100A4) y otras proteínas. Durante este proceso, aumentan gradualmente las capacidades de proliferación y migración de las células, lo que conduce finalmente a cambios en la morfología celular. En los últimos años, se ha comprendido el mecanismo molecular del EndMT inducido por la inflamación. La vía TGF - β es una vía clásica para EndMT inducida por la inflamación, y las tres isoformas de TGF - β pueden mediar la aparición de EndMT en varias líneas celulares, con TGF - β 1 jugando el papel más significativo. Estudios previos han demostrado que PM2.5 puede aumentar la inflamación pulmonar mediante la activación de la vía de señalización TGF - β, pero el mecanismo específico de acción y su impacto en la fibrosis pulmonar aún no están claros.

Los aceites esenciales (AE) pueden extraerse de las flores, frutos, semillas, hojas, tallos o raíces de plantas aromáticas mediante destilación, extrusión o extracción con disolventes. Tienen diversas actividades, como antibacteriana, antiinflamatoria, antioxidante y antienvejecimiento, y se han utilizado ampliamente en los campos clínico, farmacéutico, de la salud y el bienestar. La "terapia natural" que utiliza aceites esenciales extraídos de plantas aromáticas con fines médicos terapéuticos se denomina aromaterapia, que puede administrarse a través de métodos externos como la aromaterapia, la inhalación, la aplicación tópica o la hidroterapia. Los aceites esenciales de eucalipto, menta, incienso y abeto son aceites esenciales comunes utilizados para tratar enfermedades respiratorias. Pueden disolver la mucosidad, eliminar las flemas, eliminar las bacterias, aliviar la tos y los espasmos, protegiendo así los pulmones de la inflamación y aliviando la inflamación pulmonar. Utilizamos la aromaterapia para componer los cuatro tipos de aceites esenciales mencionados anteriormente en un aceite esencial compuesto para este experimento, y exploramos el efecto de intervención del aceite esencial compuesto sobre el EndMT inducido por PM2.5 a través de la vía de señalización TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3.

Las PM2,5 son uno de los contaminantes atmosféricos más preocupantes. Debido a sus pequeñas partículas, es más fácil que alcancen los alvéolos y la sangre del cuerpo humano, acelerando así la progresión de la enfermedad de quienes ya padecen enfermedades pulmonares. Las células endoteliales de la pared interna de los vasos sanguíneos entran en contacto directo con la sangre y muestran una importante heterogeneidad en respuesta a la estimulación de cuerpos extraños en la sangre. Las células endoteliales en el proceso EndMT son una de las fuentes de fibroblastos, lo que no sólo conduce a un aumento significativo de fibroblastos, sino que también reduce la densidad del lecho capilar, exacerba la hipoxia tisular y la isquemia, y acelera el proceso de fibrosis pulmonar. Experimentos preliminares de laboratorio han demostrado que las PM2,5 pueden inducir EndMT en las células CMH. Los niveles de expresión proteica de Acta2, Col1 y S100A4 aumentan, mientras que los niveles de expresión de CD31 y CDH5 disminuyen, lo que indica que las PM2,5 pueden inducir EndMT en células endoteliales microvasculares pulmonares de ratón. El aumento del nivel de expresión proteica de S100A4 también confirma el importante papel del End MT en la fibrosis pulmonar.

Los principales componentes del aceite esencial compuesto utilizado en este experimento son alfa pineno (16,54%), eucaliptol (16,7%) y mentol (12,86%). El eucaliptol es un represor del factor de necrosis tumoral alfa que puede inhibir eficazmente la progresión del asma y las enfermedades obstructivas pulmonares crónicas, y tiene potencial como fármaco antiinflamatorio esteroideo. El alfa pineno tiene efectos antioxidantes y antibacterianos, y muestra cierta actividad inhibidora contra la línea celular tumoral A549. El mentol puede bloquear los canales de calcio de tipo L en el músculo liso vascular, lo que tiene cierto efecto terapéutico en las enfermedades cardiovasculares. En este experimento se descubrió que las PM2,5 pueden inducir la proliferación y migración de las células CMH hasta alcanzar su máximo tras 48 horas de tratamiento. Sin embargo, en el grupo del aceite esencial compuesto, la función general de las células CMH no sufrió cambios significativos debido a la inducción de PM2,5. Tras 36 horas de intervención con aceite esencial compuesto, los niveles de expresión proteica de Acta2 y Col1 se redujeron significativamente, lo que indica que el aceite esencial compuesto tiene un buen efecto paliativo sobre la aparición de EndMT.

La investigación ha descubierto que el TGF - β desempeña un papel importante en el desarrollo, lesión y reparación de los pulmones. Puede promover la síntesis de matriz extracelular mediante la activación de los receptores TGF - β 1 y regular la patogénesis de la fibrosis pulmonar. Experimentos anteriores han encontrado que después de tratar las células MHC con PM2.5 durante 48 horas, los niveles de expresión de proteínas de TGF - β 1, TGF - β R1, y p-SMAD3 aumentan. Sin embargo, después de añadir SB431542 al grupo PM2.5 durante 48 horas, la expresión de TGF - β R1 y p-SMAD3 disminuye. Como la fosforilación de la proteína SMAD es un indicador típico de la vía de señalización del TGF - β 1, se puede ver que el PM2.5 puede activar el TGF - β R1 regulando la vía de señalización del TGF - β y estimulando la transformación del TGF - β 1 en una forma activa. TGF - β R1 se activa y se une a SMAD3. La sobreexpresión de p-SMAD3 puede promover la expresión de marcadores de células mesenquimales y la acumulación de colágeno. En el grupo de aceite esencial compuesto, los niveles de expresión proteica de TGF - β R1 y p-SMAD3 se redujeron significativamente. El aceite esencial compuesto inhibió la activación de TGF - β R1 para disminuir la expresión de p-SMAD3, suprimiendo así EndMT inducida por PM2.5.

Se puede inferir que los aceites esenciales compuestos pueden ralentizar la aparición de EndMT inducida por PM2.5 en las células endoteliales pulmonares mediante la inhibición de la expresión de la vía de señalización TGF - β 1/SMAD3/p-SMAD3. Estos hallazgos proporcionan una base teórica para la reparación del daño EndMT en los pulmones después de la exposición a PM2.5 y el plan de intervención de los aceites esenciales compuestos.