Mecanismo de la crocina que regula la vía NLRP3 e inhibe la transición epitelio-mesénquima en el tratamiento de la nefropatía diabética
La enfermedad renal diabética (ERD) es una complicación frecuente de la diabetes que provoca daños en la estructura y la función del riñón, que se manifiestan principalmente en forma de dilatación mesangial glomerular, fibrosis tubulointersticial, engrosamiento de la membrana basal glomerular, etc., y que acaban convirtiéndose en una enfermedad renal terminal. La DKD tiene un inicio oculto, una progresión rápida, un mecanismo complejo y un mal pronóstico. El tratamiento de la medicina occidental se centra principalmente en el control de la glucemia, la presión arterial y los lípidos sanguíneos, pero la progresión de la DKD no se ralentiza, lo que afecta gravemente a la calidad de vida de los pacientes. Además, a medida que la tasa de incidencia de la DKD aumenta año tras año en China, la DKD ha supuesto una enorme carga económica y social, por lo que es urgente desarrollar fármacos eficaces para tratarla.
Los principios activos de la medicina tradicional china tienen importantes ventajas para retrasar la progresión de la enfermedad renal diabética. El glucósido de epimedium puede aliviar la inflamación del tejido renal y retrasar la progresión de la enfermedad renal diabética (ERD) mediante la inhibición de la vía del factor nuclear kappaB (NF - κ B). La silimarina puede activar la vía de la proteína quinasa B (Akt) para mejorar la DKD. La hipericina puede mejorar la DKD en ratones al promover la polarización de los macrófagos de fenotipo M1 a M2 y la diferenciación de las células T CD4+ en poblaciones de células T auxiliares 2 (Th2) y células T reguladoras (Treg). El componente bioactivo del regaliz, los flavonoides de regaliz, pueden mejorar la enfermedad renal diabética (ERD) al inhibir la muerte por hierro y la vía del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF)/Akt/señal extracelular cinasa regulada (ERK). La paeoniflorina puede inhibir varios factores inflamatorios como la interleucina-1 beta (IL-1 β), regular a la baja la expresión proteica de la Janus quinasa 2 fosforilada (p-JAK2) y del transductor de señal y activador de la transcripción 3 fosforilado (p-STAT3) en las células renales, aliviar la inflamación del tejido renal y la respuesta de autofagia, y proteger los riñones.
La crocina (CRO) es el principal principio activo del azafrán de la medicina tradicional china, que tiene diversos efectos, como antiinflamatorio y antioxidante. Los estudios han descubierto que la CRO puede aliviar la DKD al inhibir el estrés oxidativo y la respuesta inflamatoria. También hay estudios que han descubierto que el CRO puede inhibir la activación de la vía NLRP3 en los cardiomiocitos. Sin embargo, no está claro si puede tratar la DKD inhibiendo la activación de la proteína 3 asociada al dominio de la proteína térmica del receptor similar al NOD (NLRP3) y suprimiendo la transición epitelial mesenquimal (EMT). Por lo tanto, este estudio estableció un modelo de ratón DKD para investigar el efecto terapéutico de CRO en ratones DKD, y estudió el mecanismo de CRO en el tratamiento de DKD desde las perspectivas de EMT y NLRP3 vías.

La DKD es una enfermedad microvascular causada por la diabetes, que provoca glomeruloesclerosis, engrosamiento de la membrana basal y fibrosis del intersticio renal. Es una causa importante de enfermedad renal terminal. La creciente tasa de incidencia año tras año se ha convertido en una grave carga médica. El uso de modelos animales para estudiar la DKD favorece el desarrollo de nuevos fármacos, mejorando así la calidad de vida de los pacientes y reduciendo la carga social. La combinación de dieta HFD e inducción de inyección de STZ es un método clásico para modelar la DKD, y tras un modelado exitoso, los síntomas son similares a los de los pacientes con DKD. El principio está relacionado principalmente con la inducción de la resistencia a la insulina en ratones mediante la dieta HFD y la inducción de la necrosis de las células beta pancreáticas y el daño renal mediante la inyección de STZ. La UTP de 24 horas, la Cr y el BUN se utilizan habitualmente para evaluar la función de filtración glomerular, y unos niveles elevados indican disfunción renal. En este estudio, los ratones DKD mostraron lesiones renales graves, incluyendo glomérulos aumentados, infiltración inflamatoria del tejido tubulointersticial renal acompañada de fibrosis, lo que indica un modelado exitoso. Tras la intervención de CRO, los síntomas mencionados mejoraron, siendo la dosis alta de CRO la que mostró el efecto de mejora más significativo, y el grado de mejora fue similar al del fármaco positivo MCC950. Otros estudios han demostrado que la intervención de CRO a una dosis de 25mg/kg puede mejorar eficazmente la fibrosis pulmonar inducida por bleomicina.
La EMT es la causa directa de la fibrosis renal y la proteinuria, y desempeña un papel importante en el desarrollo de la DKD. Los estudios han demostrado que la CRO puede inhibir la EMT en el hígado para mejorar la fibrosis hepática. Por lo tanto, este estudio explora si la CRO puede mejorar la EMT renal. En este estudio, la expresión de E-cad en los riñones de ratones DKD fue downregulated, mientras que la expresión de VIM, α - SMA, y TGF - β 1 fue upregulated, lo que indica una exacerbación de EMT en los riñones de ratones DKD. E-cad es el principal marcador de las células epiteliales, que desempeña un papel en el mantenimiento de la polaridad de las células epiteliales y la adhesión intercelular. Las células intersticiales expresan principalmente VIM, α - SMA, y TGF - β 1, entre los cuales TGF - β 1 tiene un fuerte efecto pro fibrótico. Numerosos estudios han confirmado que el TGF - β 1 está altamente expresado en el tejido renal de la DKD. Durante el proceso de EMT, la disminución o desaparición de moléculas de adhesión de células epiteliales y componentes citoesqueléticos conduce a una transformación fenotípica de las células epiteliales, obteniendo marcadores de células estromales. Bajo diversos estímulos de lesión, las células epiteliales diferenciadas sufren una transformación fenotípica para formar un gran número de fibroblastos y miofibroblastos, promoviendo el desarrollo de fibrosis renal. Los resultados de este estudio descubrieron que la CRO puede regular al alza la expresión de E-cad, regular a la baja la expresión de VIM, α - SMA, y TGF - β 1, y desempeñar un buen papel inhibidor en el desarrollo de la ME renal. Además, se ha demostrado que la CRO inhibe la EMT en células tumorales a través de la vía MAPK/ERK. MAPK/ERK es también un factor importante que conduce a la fibrosis renal en la enfermedad renal diabética. En el futuro, se puede seguir explorando el efecto inhibidor de la CRO sobre la fibrosis renal inducida por MAPK/ERK, con el fin de encontrar nuevas dianas para la inhibición de la EMT por la CRO.
Las lesiones de EMT son dinámicas y reversibles, y los estudios han demostrado que la vía NLRP3 está implicada en la regulación de su fenotipo de transición. En este estudio, el inflamasoma NLRP3 estaba altamente expresado en los riñones de ratones DKD, exacerbando la respuesta inflamatoria en los riñones de ratones DKD. El inflamasoma NLRP3 es un complejo multiproteico compuesto por NLRP3, ASC y caspasa-1. La activación del inflamasoma NLRP3 desempeña un papel importante en la fase previa de la DKD. Cuando el NLRP3 se activa, promueve el ensamblaje de los componentes del inflamasoma NLRP3 (NLRP3, ASC, caspasa-1), activando así la pro Caspasa-1 para formar la limpia-Caspasa-1 activa, que escinde y madura los factores inflamatorios IL-1 β e IL-18. Madura-IL-1 β puede estimular la síntesis de TGF - β 1, que es un factor clave en el desarrollo de EMT. TGF - β 1 puede promover la síntesis de varios componentes proteicos en la matriz extracelular y prevenir su degradación, exacerbando así el proceso de EMT renal y acelerando la formación de fibrosis renal. Además, los estudios han demostrado que la expresión de α - SMA en ratones knockout NLRP3 está significativamente regulada a la baja. La sobreexpresión de NLRP3 inhibe la expresión de E-cad y promueve la expresión de α - SMA, mientras que se ha demostrado que VIM promueve la activación de NLRP3. Todo ello sugiere que existe un efecto regulador mutuo entre NLRP3 y EMT, y la inhibición de NLRP3 puede aliviar significativamente la EMT renal. Y este estudio encontró que la intervención CRO inhibe eficazmente la expresión de NLRP3 inflammasome factores relacionados, ejerciendo buenos efectos anti-inflamatorios, mientras que también ejerce anti EMT efectos. La activación del NLRP3 requiere la participación de señales duales. En primer lugar, el factor de transcripción NF - κ B se activa y entra en el núcleo, promoviendo la expresión de genes como NLRP3 e IL-1 β (primera señal); Posteriormente, bajo la estimulación de factores como K+y ROS, se inicia el ensamblaje del inflamasoma NLRP3 (segunda señal). Curiosamente, estudios anteriores han demostrado el efecto inhibidor de la CRO sobre el NF - κ B. Así que si la CRO puede suprimir la EMT inducida por NLRP3 y mejorar la DKD mediante la inhibición del NF - κ B (la primera señal) puede convertirse en una futura dirección de investigación. La CRO puede inhibir la activación de NLRP3 y mejorar la peritonitis reduciendo la producción mitocondrial de especies reactivas de oxígeno. Mientras tanto, se ha informado de las funciones antioxidante y de reparación mitocondrial de la CRO en diversos modelos. Por lo tanto, se necesitan más investigaciones para confirmar si CRO puede mejorar la EMT del modelo DKD reduciendo la producción mitocondrial de ROS, bloqueando así la activación de la segunda señal de NLRP3 e inhibiendo su activación. Además, este estudio seleccionó el inhibidor de NLRP3 MCC950 como control positivo y descubrió que la CRO ejercía efectos antiinflamatorios similares a los de MCC950. En resumen, la CRO puede aliviar en última instancia la DKD inhibiendo la vía NLRP3 para suprimir la EMT.