Exploración del mecanismo de Huangbai en el tratamiento de la gota a partir de la farmacología de redes, el acoplamiento molecular y la verificación experimental.
La gota es una artritis aguda y crónica causada por la deposición de urato monosódico (MSU) en huesos y articulaciones, que está directamente relacionada con la hiperuricemia (HUA) causada por trastornos del metabolismo de las purinas y/o reducción de la excreción de ácido úrico; La principal manifestación es la hiperuricemia, acompañada de ataques agudos de artritis, formación de tofos gotosos, deformidades articulares, daño renal y de otros órganos. En las últimas fases de la enfermedad, también pueden aparecer hipertensión, hiperlipidemia, síndrome metabólico y otras enfermedades. La prevalencia de la gota en adultos en Asia, Europa y Norteamérica oscila entre 0,68% y 3,90%, mientras que en China oscila entre 0,86% y 2,20%, mostrando una tendencia creciente año tras año y tendiendo hacia grupos de edad más jóvenes. Las investigaciones sugieren que la activación por cristal de MSU de la vía de señalización del inflamasoma de los macrófagos NOD like receptor heat protein domain associated protein 3 (NLRP3) que libera la actividad de la interleucina-1 β (IL-1 β) es el mecanismo patogénico central de la artritis gotosa; Los fármacos utilizados habitualmente en la práctica clínica para prevenir y tratar la gota incluyen antiinflamatorios no esteroideos, colchicina, glucocorticoides, etc. Sin embargo, su uso está limitado por diversas reacciones adversas y contraindicaciones clínicas. Por lo tanto, es de gran importancia buscar nuevos antiinflamatorios y fármacos contra la gota.

Phellodendron Chinensis Cortex (PCC) es la corteza desecada de Phellodendron chinense Schneid, una planta de la familia Rutaceae. Se conoce comúnmente como "Chuan Huangbai" y tiene los efectos de despejar el calor y la humedad, purgar el fuego y eliminar el vapor, desintoxicar y tratar las llagas. Los estudios farmacológicos modernos han demostrado que el Phellodendron Chinensis y su fórmula a base de hierbas tienen efectos antiinflamatorios, analgésicos, reductores del ácido úrico y antigota, pero la base de su sustancia antigota y su mecanismo específico aún no están claros. Este estudio utilizó métodos de farmacología de red para predecir los ingredientes activos y los objetivos principales de Huangbai contra la gota, y luego construyó redes de interacción proteína-proteína (PPI) utilizando métodos bioinformáticos para analizar el mecanismo farmacológico de Huangbai. Al mismo tiempo, la tecnología de acoplamiento molecular se utiliza para verificar la unión de los ingredientes activos a las proteínas diana potenciales, y el efecto antigota de los componentes químicos básicos se verifica sobre la base de experimentos in vitro, revelando así la posible base material y el mecanismo del efecto antigota de Huangbai. Este estudio enriquecerá la investigación farmacológica de la auténtica hierba medicinal de Sichuan Huangbai, proporcionando una base teórica para la prevención y el tratamiento de la gota y sus complicaciones utilizando Huangbai como componente de las fórmulas de la medicina tradicional china. Al mismo tiempo, sentará unas bases sólidas para el desarrollo de nuevos medicamentos chinos innovadores basados en Huangbai y sus principios activos.

 

El diagrama de red de los objetivos clave de los principios activos de la medicina tradicional china en este estudio muestra que los principios activos quercetina, rutaecarpina, β - sitosterol, estigmasterol, y dehydrotanshinone IIA en Phellodendron amurense tienen valores relativamente altos en la red, lo que indica que pueden ser la base de sustancias farmacológicas de Phellodendron amurense para los efectos contra la gota. La quercetina puede inhibir el daño inflamatorio mediante el aumento de la expresión de SIRT1 y la supresión de la activación del inflamasoma NLRP3. También puede utilizarse como inhibidor de la XO y desarrollarse como nuevo fármaco con efectos antigota. Los alcaloides de Wu Zhuyu pueden inhibir la inflamación y el estrés oxidativo suprimiendo la vía de señalización JNK/p38MAPK; la inhibición simultánea de las vías de la caspasa-12 y NF - κ B mejora la apoptosis de los macrófagos peritoneales y la respuesta inflamatoria en ratones sépticos. β - sitosterol es un esterol vegetal natural y antioxidante que se ha encontrado para reducir la liberación de mediadores inflamatorios como la IL-1 β y el factor de necrosis tumoral - α (TNF - α) inducida por LPS. Tanto el sitosterol como el β - sitosterol pertenecen a la clase de esteroles vegetales y pueden reducir significativamente la expresión génica de COX-2 e iNOS inducida por LPS, lo que sugiere que estos compuestos pueden ejercer efectos antiinflamatorios mediante la inhibición de la expresión génica y la liberación de factores inflamatorios. Hasta ahora no se han descrito los efectos antiinflamatorios y antigota de la dehidrotranshinona IIA, como metabolito activo de la tanshinona IIA. Sin embargo, según la investigación de Zhou et al., la tanshinona IIA puede inhibir la inflamación inducida por LPS y la apoptosis de condrocitos, y tiene importantes efectos terapéuticos en la reducción de la respuesta inflamatoria de la artritis y la protección de los condrocitos articulares. También puede reducir la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS) mitocondriales en macrófagos estimulados por LPS, inhibir la activación del inflamasoma NLRP3 y aliviar la inflamación de la gota.

El análisis de redes PPI y el análisis de enriquecimiento de vías KEGG mostraron que las dianas clave de Huangbai en el tratamiento de la gota incluyen AKT1, TNF, IL-6, etc., implicando principalmente a PI3K Akt, MAPK y otras vías de señalización. Entre ellas, PI3K/Akt, como la vía de señalización más enriquecida, desempeña un papel importante en la regulación de la proliferación celular, la apoptosis, la respuesta inflamatoria y la autofagia. Los niveles elevados de ácido úrico pueden activar la vía de señalización AKT-PRAS40, activar mTOR, inhibiendo así la autofagia, aumentar la expresión del factor inflamatorio IL-1 β y alterar el antagonista del receptor de IL-1 (IL-Ra), exacerbando la respuesta inflamatoria. Por lo tanto, AKT1 puede ser una diana importante para el tratamiento de la gota. La investigación ha demostrado que la inhibición de la autofagia está estrechamente relacionada con la activación del inflamasoma y la regulación al alza de la transcripción de IL-1 β. El nivel de enriquecimiento de la vía de señalización MAPK es el segundo después de la vía de señalización PI3K/Akt, que está estrechamente relacionada con varios procesos proinflamatorios. Se ha confirmado que el ácido úrico soluble puede activar la MAPK p38 y las quinasas reguladas por señales extracelulares (ERK), activar además los factores de transcripción NF - κ B y AP1, y regular al alza la transcripción de las citocinas inflamatorias IL-1 β, IL-6, etc. Además, las MAPK, como vías de señalización descendentes del TNF, pueden mediar en las reacciones de la cascada inflamatoria y exacerbar la gota. En resumen, especulamos que el Huangbai puede activar la vía PI3K/Akt para iniciar la autofagia y regular múltiples vías de señalización como las MAPK para ejercer efectos antigota (véase la figura 9).

En este estudio se utilizó la tecnología de acoplamiento molecular para verificar la capacidad de unión de los principios activos del Phellodendron amurense predicha por la farmacología de redes a las dianas clave AKT1, TNF, IL-6, PPARG y PTGS2. Se encontró que la energía de unión más baja entre los ingredientes activos y los objetivos clave estaba entre -9.60 y -6.10 kcal/mol, principalmente a través de interacciones de enlace de hidrógeno, indicando una fuerte capacidad de unión. Basándose en los resultados de las investigaciones anteriores, este estudio adopta un modelo de inflamación in vitro inducido por LPS combinado con MSU. Se seleccionaron ingredientes activos representativos como quercetina, rutaecarpina, β - sitosterol, y componentes característicos de Phellodendron amurense como alcaloides de Phellodendron amurense y Berberina para experimentos celulares posteriores para explorar y cribar ingredientes activos con fuertes efectos antiinflamatorios. Los resultados de ELISA mostraron que el alcaloide Wu Zhuyu tenía un efecto inhibidor significativo sobre la liberación de los factores inflamatorios IL-1 β e IL-6 inducida por MSU a concentraciones más bajas, y su efecto antigota in vitro era mejor que el de los marcadores de calidad Huangbai - berberina y alcaloide Huangbai. Los estudios anteriores indican que los principios activos predichos por la farmacología de redes pueden ser potenciales principios activos antigota, que pueden utilizarse como nuevos fármacos o precursores de fármacos para posteriores investigaciones sobre medicina tradicional china antigota.

En resumen, este estudio exploró la base material y el mecanismo de Huangbai en el tratamiento de la gota mediante farmacología de redes, métodos de acoplamiento molecular y verificación experimental in vitro. Aunque la farmacología de red ha logrado una predicción eficiente de la medicina tradicional china "multicomponente, multiobjetivo y multivía" (compuesto) a través de aplicaciones interdisciplinarias y el análisis de la red biológica global, todavía hay varios problemas que deben resolverse, como la información desigual en diversas bases de datos, el acceso limitado a la información de destino de los ingredientes y la incertidumbre en los mecanismos de interacción in vivo de múltiples medicinas tradicionales chinas. El equipo de investigación de seguimiento llevará a cabo nuevas investigaciones sobre sus sustancias activas y mecanismos contra la gota, incluidos los objetivos, las vías de señalización y los experimentos in vivo de los ingredientes activos, con el fin de proporcionar una base teórica para la aplicación clínica de Huangbai en la prevención y el tratamiento de la gota, y sentar una base sólida para el desarrollo de nuevos medicamentos innovadores de la medicina tradicional china basados en Huangbai y sus ingredientes activos.