Investigación sobre los genes centrales y el cribado de microARN clave de la medicina Huangqin Huanglian para el tratamiento de las úlceras pépticas asociadas a Helicobacter pylori.
La úlcera péptica (UP) es una de las enfermedades del aparato digestivo más frecuentes en la práctica clínica, que suele aparecer en el estómago y el duodeno. La tasa de incidencia de la UP varía en los distintos países y regiones. Las investigaciones muestran que alrededor del 5%~10% de las personas en el mundo han padecido úlcera péptica a lo largo de su vida. Los datos clínicos muestran que los pacientes con úlcera péptica representan entre el 10,3% y el 32,6% de los casos de gastroscopia en China. El síntoma típico de la mayoría de los pacientes con UP es el dolor rítmico recurrente en la parte superior y media del abdomen; Algunos pacientes carecen de especificidad en sus síntomas, manifestándose como síntomas gastrointestinales como distensión abdominal superior, anorexia y reflujo ácido; Un pequeño número de pacientes tienen como síntomas principales complicaciones de la UP como hemorragia gastrointestinal y perforación. Con el crecimiento del nivel económico de China, la mejora de la calidad de vida de la población y la aceleración del ritmo de trabajo, la tasa de incidencia de las UPP es cada vez mayor, lo que repercute gravemente en la salud física y mental y en la calidad de vida de los pacientes.

Desde que los académicos australianos Warren y Marshall aislaron el Helicobacter pylori (Hp) de muestras de biopsia de la mucosa gástrica de pacientes en 1983, se ha confirmado que el Hp está estrechamente relacionado con la aparición, el desarrollo y la recurrencia de las UP. Las úlceras pépticas causadas por la infección por Hp también se conocen como UP asociadas a Hp. La combinación de terapia antibacteriana antibiótica y terapia de supresión de ácido con inhibidores de la bomba de protones es actualmente el método básico para tratar las UP relacionadas con Hp. Pero con el uso generalizado de antibióticos, la tasa de resistencia del Hp a la claritromicina, el metronidazol y la levofloxacina en China ha ido aumentando año tras año, lo que lleva a una disminución o incluso al fracaso de la triple terapia en la erradicación del Hp. En la actualidad, el tratamiento preferido para las UPP relacionadas con el Hp en China es la terapia cuádruple con bismuto con un ciclo de 10 o 14 días. Este método también presenta problemas como el aumento de la resistencia a los antibióticos, las elevadas reacciones adversas, el escaso cumplimiento por parte del paciente y la pesada carga económica. Por lo tanto, la aplicación de la terapia de la medicina tradicional china para ampliar el plan de tratamiento de las UPP relacionadas con el Hp es uno de los puntos calientes de la investigación en gastroenterología.

La medicina tradicional china considera que las UP relacionadas con el Hp pueden clasificarse en las categorías de "dolor epigástrico", "deglución ácida", "ruido", etc. La patogénesis básica es la invasión de toxinas patógenas, la deficiencia de energía positiva y negativa y el desequilibrio del movimiento del qi. El Hp pertenece a la categoría del "qi maligno" y suele tener propiedades patológicas de calor y toxicidad. Las úlceras causadas por Hp se manifiestan a menudo como síndrome de calor húmedo. El método de eliminar el calor, disipar la humedad y desintoxicar es uno de los métodos de tratamiento importantes para las UP relacionadas con el Hp. Coptis chinensis Franch es una planta de la familia Ranunculaceae (también conocida como Weilian), Sanjiaoye Huanglian C Deltoidea C.Y. Cheng et Hsiao (también conocida como Yalian) o Yunlian C Los rizomas secos de teeta Wall son de naturaleza fría y sabor amargo. Se encuentran en los meridianos del corazón, el bazo, el estómago y el intestino grueso, y tienen los efectos de despejar el calor, secar la humedad, purgar el fuego y desintoxicar. Scutellaria baicalensis Georgi, planta perteneciente a la familia de las lamiáceas, es la raíz seca de Scutellaria baicalensis Georgi. De naturaleza fría y sabor amargo, se encuentra en los meridianos de los pulmones, la vesícula biliar, el bazo, el intestino grueso y el intestino delgado. Tiene los efectos de eliminar el calor y la humedad, purgar el fuego y desintoxicar, enfriar la sangre y detener las hemorragias. El par medicinal compuesto por Scutellaria Radix Coptidis Rhizoma (SRCR) es uno de los medicamentos clásicos para despejar el calor y desintoxicar en la medicina tradicional china. Ambos se utilizan a menudo en combinación para tratar las UP relacionadas con el Hp y tienen una eficacia clínica definida. Sin embargo, los informes existentes carecen de un estudio sistemático y exhaustivo sobre los mecanismos de regulación de la red molecular de sus principios activos, dianas, vías de señalización, etc.

La farmacología de redes es un nuevo modelo de investigación farmacológica que integra teorías de múltiples disciplinas como la bioinformática, la biología de sistemas y la tecnología de análisis de redes informáticas. Puede explorar la relación entre fármacos y enfermedades desde la perspectiva de la homeostasis de la red biológica global. Las características holísticas y sistemáticas que presenta la farmacología de redes coinciden con los principios de la visión holística de la MTC, la diferenciación y el tratamiento de los síndromes y la compatibilidad de la MTC. Este estudio utilizó la farmacología de redes y métodos bioinformáticos para analizar las características multicomponente, multiobjetivo y multivía de la medicina Huangqin Huanglian. Sobre la base de los genes centrales y microRNAs clave, la red molecular mecanismo de regulación de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de Hp relacionados con la UP fue explorado, con el objetivo de proporcionar una base científica para su tratamiento clínico de Hp relacionados con la UP y proporcionar ideas y referencias para la posterior investigación experimental en profundidad.

En primer lugar, los principales ingredientes activos y los objetivos potenciales de SRCR se recuperaron a través de la base de datos de farmacología de sistemas de medicina tradicional china y la plataforma de análisis (TCMSP); obtener datos de perfil de expresión génica GSE70394 de la base de datos GEO, utilizar el software R para homogeneizar los datos del chip de genes expresados diferencialmente (DEG) que participan en las células epiteliales gástricas humanas infectadas por Hp (GES), y dibujar volcán DEG y mapas de calor de clúster; Construir una red de interacción de proteínas entre los objetivos de los componentes de SRCR y los DEG de las células GES humanas infectadas por Hp utilizando la base de datos STRING; Realizar análisis funcionales GO y de enriquecimiento de vías KEGG en los genes característicos mencionados anteriormente utilizando la base de datos DAVID; A continuación, se utilizó Cytohuba para detectar los genes centrales implicados en el tratamiento SRCR de las UP relacionadas con Hp; Predicción de microARN clave que regulan los genes centrales utilizando las bases de datos Target Scan y miRBase.

La úlcera péptica es una enfermedad caracterizada por reacciones inflamatorias y lesiones necróticas de la mucosa bajo la acción de diversos factores patógenos. Las lesiones pueden penetrar en la capa muscular de la mucosa o alcanzar niveles más profundos, siendo la mucosa gástrica y duodenal las más frecuentes. Desde el descubrimiento del Hp, numerosos estudios han confirmado que éste es el factor más importante que conduce a la aparición y recurrencia de las úlceras pépticas. Las UP relacionadas con Hp se refieren a la aparición, desarrollo, pronóstico y recurrencia de UP que están estrechamente relacionadas con la infección por Hp. El mecanismo patogénico de la úlcera péptica causada por la infección por Hp es muy complejo y ha sido un tema de investigación a largo plazo para los trabajadores clínicos en gastroenterología. Actualmente, existen cuatro teorías principales relacionadas: ① teoría del techo permeable; ② teoría relacionada con el ácido gástrico de la gastrina; ③ teoría de la metaplasia gástrica; ④ teoría del lavado de los medios. En la práctica clínica, la terapia triple o cuádruple se utiliza comúnmente para inhibir o eliminar Helicobacter pylori, reducir el ácido gástrico y proteger la mucosa gástrica, tratando así la UP relacionada con Hp. Debido al uso irracional a largo plazo de antibióticos, la resistencia del Hp ha ido aumentando año tras año, lo que ha provocado una disminución o incluso el fracaso de la tasa de curación de la terapia triple o cuádruple. Además, el impacto de los programas de erradicación de Hp en la microbiota gastrointestinal normal, como causar disbiosis de la microbiota o sobrecrecimiento de bacterias del intestino delgado, también ha recibido una amplia atención. Por lo tanto, la elección de la terapia integral de la medicina tradicional china para resolver el problema de la resistencia al Hp, reducir los efectos gastrointestinales y otras reacciones adversas de los antibióticos, y controlar la tasa de recurrencia de las úlceras tiene un importante significado clínico.

No hay constancia del nombre de la enfermedad "PU relacionada con Hp" en la medicina tradicional china. Los médicos modernos la clasifican como "dolor epigástrico", "deglución ácida", "ruido" y otras categorías basadas en los principales síntomas clínicos. La medicina tradicional china cree que hay muchas causas de dolor epigástrico, entre las que se incluyen principalmente patógenos externos que invaden el estómago, trastornos emocionales, dieta irregular y debilidad física prolongada. La infección por Hp pertenece a la categoría de qi patógeno exógeno, y las UP relacionadas con el Hp suelen tener propiedades térmicas y tóxicas. Cuando el bazo y el estómago están débiles y la energía vital del cuerpo es insuficiente, el Hp se aprovecha de la deficiencia para invadir el tracto gastrointestinal, causando desarmonía en la función del bazo y el estómago, desequilibrio en el movimiento del qi, y la formación de varios productos patológicos como el estancamiento del qi y el calor húmedo, dañando la mucosa, pudriendo los músculos y causando úlceras. Como se indica en "El origen y la fuente de las enfermedades diversas: La vela de rinoceronte - Enfermedades del estómago": "El dolor de estómago está causado por la sequedad patógena de la región epigástrica. El estómago está lleno de qi que favorece la armonía, con abundante qi y sangre. Cuando el estómago es fuerte, el mal no puede secarse, y cuando es débil, se convierte en enfermedad. Tiende a ser frío y caliente, con agua y alimentos estancados, todo lo cual es doloroso debido a la lucha con el qi verdadero. Un gran número de resultados de investigaciones clínicas han demostrado que la UP relacionada con Hp es más común en el síndrome de calor húmedo de bazo-estómago, y el tratamiento de despejar el calor y eliminar la humedad tiene un importante significado orientador para el tratamiento de esta enfermedad. La combinación de Huangqin y Huanglian es una fórmula clínica clásica para eliminar el calor, disipar la humedad y desintoxicar las toxinas. Ambos pertenecen a la categoría de productos de frío amargo y calor purgante, y deben utilizarse juntos para conseguir los efectos de eliminar el calor, secar la humedad, purgar el fuego, desintoxicar, enfriar la sangre y detener la hemorragia. La combinación de Huangqin y Huanglian es también un par de fármacos básicos en fórmulas de uso común para el tratamiento de UP relacionadas con Hp, como Banxia Xiexin Tang, Huanglian Jiedu Tang, Sanhuang Xiexin Tang, etc. La investigación farmacológica moderna ha demostrado que tanto la Scutellaria baicalensis como el Polygonatum sibiricum tienen efectos altamente antibacterianos sobre el Hp, así como efectos antioxidantes, antiinflamatorios, antipiréticos, hipoglucémicos, antitumorales, protectores de la mucosa gástrica e inmunorreguladores. Huangqin y Huanglian, dos medicinas tradicionales chinas, tienen una eficacia y unos efectos farmacológicos similares. Su combinación suele tener un efecto sinérgico y se utiliza ampliamente en el tratamiento clínico de las UP relacionadas con el Hp.

Este estudio se basa en la farmacología de redes y la bioinformática para explorar los principales mecanismos de regulación de redes moleculares de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de las UP relacionadas con el Hp, y para investigar los genes centrales y los microARN clave que pueden desempeñar un papel en sus efectos farmacológicos. En la base de datos TCMSP, 41 ingredientes activos de Huangqin Huanglian pares medicinales fueron finalmente examinados, entre los cuales Huanglian se compone principalmente de alcaloides, y Huangqin se compone principalmente de flavonoides. La exploración posterior reveló 216 dianas potenciales y 764 interacciones entre componentes y dianas. Mediante el procesamiento y el análisis del conjunto de datos GSE70394 de la base de datos GEO, se obtuvieron 127 genes significativamente expresados de forma diferencial entre las células epiteliales de la mucosa gástrica humana infectadas por Hp y las células epiteliales de la mucosa gástrica normal, incluidos 77 genes regulados al alza y 50 genes regulados a la baja. Utilizando la base de datos STRING y el software Cytoscape, se fusionaron la red PPI de dianas de principios activos en la medicina Huangqin Huanglian y la red PPI de genes expresados significativamente de forma diferencial en células epiteliales gástricas humanas infectadas por Hp, y se extrajo la intersección de ambas para obtener la red PPI de la medicina Huangqin Huanglian para el tratamiento de UP relacionadas con Hp. Con el fin de analizar más a fondo el posible mecanismo de acción de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de esta enfermedad con ingredientes activos, llevamos a cabo GO y KEGG análisis de enriquecimiento en 127 objetivos específicos de genes en su red.

Los resultados de los análisis de enriquecimiento GO y KEGG implican múltiples procesos biológicos e importantes vías de señalización. El análisis GO resultados mostraron que Huangqin Huanglian medicina desempeña un importante papel regulador en los procesos biológicos, tales como la respuesta de citoquinas, la regulación positiva de la actividad de la proteína quinasa, la respuesta inflamatoria, la respuesta inmune, la regulación negativa de la proliferación celular, y la regulación positiva de NF - κ B factor de transcripción de la actividad. Y estos procesos biológicos pueden reflejarse en las vías de señalización implicadas en la regulación de genes diana por la medicina Huangqin Huanglian. Los resultados del análisis KEGG mostró que 35 vías de señalización estaban estrechamente relacionados con el tratamiento de Hp relacionados con PU con Huangqin Huanglian medicina. Las vías de señalización significativamente enriquecidas incluyen la vía de interacción del receptor de citoquinas, la vía de señalización del receptor NOD like, la vía de la molécula de adhesión celular, la vía de señalización ErbB, la vía de señalización NF - κ B, la vía de señalización Jak STAT, etc.

Los receptores NOD like son receptores de reconocimiento de patrones localizados en el citoplasma, que tienen una gran importancia en la prevención y el tratamiento de las infecciones por patógenos intracelulares y participan en las respuestas inmunitarias innatas. Aunque el Hp es un parásito extracelular, puede transferir peptidoglicanos a las células huésped y estimular las respuestas de defensa del huésped al entrar en contacto con la proteína NOD1. Las investigaciones han demostrado que los ratones con deficiencia de la proteína NOD1 son más susceptibles al Hp. NF - κ B es un factor de transcripción nuclear perteneciente a la familia de proteínas Rel. Tras su activación, puede regular la expresión transcripcional de diversos genes y participar ampliamente en procesos biológicos como la inflamación, la respuesta inmunitaria, el estrés oxidativo, la proliferación celular, la diferenciación y la apoptosis en el organismo. Algunos estudios sugieren que la activación de la vía de señalización NF - κ B es uno de los marcadores de la infección por Hp y desempeña un papel central en el desarrollo de enfermedades inflamatorias y cánceres relacionados. La vía de señalización Jak STAT es una vía de señalización estimulada por citoquinas que media la activación de NF - κ B y la expresión de IL8 en células epiteliales gástricas infectadas por Hp. A partir de esto, se puede ver que un gran número de estudios han confirmado la estrecha relación entre la vía de señalización del receptor NOD like, la vía de señalización NF - κ B, y la vía de señalización Jak STAT y la infección por Hp, lo que indica que este estudio tiene cierta precisión en la predicción del mecanismo de regulación de la red molecular de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de la UP relacionada con Hp.

La vía relacionada con los receptores de citocinas puede regular el crecimiento y la diferenciación celular, regular la respuesta inmunitaria y participar en la aparición de diversas enfermedades como la inflamación en determinadas condiciones. La vía molecular de la adhesión celular interviene en la unión y el movimiento de las células, y es la base de procesos fisiológicos y patológicos como la respuesta inmunitaria, la respuesta inflamatoria, la coagulación y la cicatrización de heridas. La vía relacionada con los receptores de citocinas y la vía de las moléculas de adhesión celular están estrechamente relacionadas con la función inmunitaria, pero actualmente existen pocos informes sobre su asociación con la infección por Hp, lo que aporta nuevas ideas para futuras investigaciones. Existen interconexiones e intersecciones entre las vías de señalización, que pueden ampliar sus respectivas funciones y formar complejas redes de regulación. La medicina Huangqin Huanglian no sólo actúa sobre estas vías significativamente enriquecidas, sino también sobre otras vías relacionadas con el cáncer, ejerciendo conjuntamente efectos terapéuticos sobre las UP relacionadas con el Hp.

Se utilizó el algoritmo MCC de Cytohuba para analizar la red PPI de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de las UP relacionadas con el Hp. Este estudio identificó los 10 genes principales: CXCL8 IL10、IL1B、IL1R1、TNFRSF1B、IL6R、IL10RA、CD28、VEGFA、CD40LG。 Estos genes centrales se asocian a menudo con respuestas inflamatorias e inmunitarias. CXCL8, IL1B e IL10 son citocinas inflamatorias. La CXCL8, también conocida como IL8, es una potente citocina pleiotrópica que puede atraer neutrófilos al lugar de la inflamación, regular las respuestas inmunitarias y participar en la proliferación, migración e invasión tumorales. Los investigadores co-cultivaron el antígeno recombinante de Helicobacter pylori HP0986 con células epiteliales gástricas y descubrieron que HP0986 puede inducir la secreción de IL8 por las células epiteliales gástricas de forma dependiente de la dosis y del tiempo a través de la vía NF - κ B. La IL1B es un importante mediador inflamatorio secretado por monocitos/macrófagos, que promueve la proliferación de linfocitos T y B y activa los neutrófilos. Los estudios han descubierto que la administración exógena de 10 ng/mL de IL1B puede estimular la proliferación celular, inhibir la apoptosis inducida por Helicobacter pylori y suprimir la secreción de H+ de las células parietales mediante la regulación a la baja de la expresión de H+- K+- ATPasa, lo que sugiere que la IL1B desempeña un papel importante en el cáncer gástrico inducido por Hp. Un metaanálisis de una muestra amplia de 21 estudios también sugiere que el polimorfismo del gen IL-1B-31C/T puede aumentar el riesgo de infección por Hp, y los polimorfismos de los genes IL-1B-511-C/T e IL-8-251T/A pueden ser factores de riesgo de úlceras asociadas al Hp. La IL10 es una citocina antiinflamatoria, y estudios clínicos han descubierto que su expresión es significativamente mayor en pacientes Hp positivos con úlceras pépticas y gastritis que en individuos sanos Hp negativos. El nivel de expresión de IL10 está positivamente correlacionado con el grado de infección por Hp y el desarrollo de inflamación crónica.

IL1R1, TNFRSF1B, IL6R e IL10RA son receptores de citocinas que se unen a factores inflamatorios como IL1, TNF - α, IL6 e IL10. Las citocinas ejercen sus efectos uniéndose a los receptores correspondientes para iniciar vías de señalización intracelular. El CD28 es el principal receptor coestimulador de las células T, y la señal coestimuladora generada por su unión con el B7 desempeña un papel importante en la activación de las células T. CD40LG se une a CD40 como el segundo mensajero más importante para la activación de células B, promoviendo la diferenciación y maduración de células B, así como la producción de anticuerpos. VEGFA es un potente factor de crecimiento endotelial vascular que puede intervenir en la angiogénesis y puede desempeñar un papel clave en la cicatrización de úlceras. Tras la infección por Hp, estos genes clave interactúan con el organismo y, bajo la mediación de vías como la cascada de señalización NF - κ B, forman una compleja red reguladora de la inflamación inmunitaria. Por lo tanto, la medicina Huangqin Huanglian puede ejercer su efecto terapéutico sobre las UP relacionadas con el Hp a través de la acción directa o indirecta de múltiples ingredientes activos.

El microARN es un tipo de ARN pequeño monocatenario no codificante de aproximadamente 18-25 nucleótidos de longitud. Se une a la región 3 'o 5′ UTR del ARNm de genes diana específicos a través del principio de emparejamiento de bases complementarias, desempeñando un papel en la inhibición de la traducción o la degradación directa del ARNm. Este estudio tiene como objetivo investigar más a fondo el efecto de la regulación de la expresión génica mediada por microRNA en los genes centrales de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de la UP relacionada con Hp. Los microRNAs más funcionales fueron recuperados y examinados a través de las bases de datos Target Scan y starBase. Los resultados mostraron miR-93-5p, miR-374b-5p, miR-3937, miR-19a-3p, miR-4458, miR-590-5p, miR-6838-5p y miR-424-5p. El descubrimiento de estos microRNAs elucidó aún más el mecanismo molecular de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de la UP relacionada con el Hp a nivel del RNA no codificante.

En resumen, sobre la base de la farmacología de redes y la bioinformática, este estudio exploró el principal mecanismo de regulación de redes moleculares de Scutellaria baicalensis Georgi y Coptis chinensis en el tratamiento de UP relacionadas con Hp, se aclararon los genes centrales y los microARN clave regulados por Scutellaria baicalensis Georgi y Coptis chinensis en el tratamiento de las UP relacionadas con el Hp, y se verificaron las características del efecto sinérgico de Scutellaria baicalensis Georgi y Coptis chinensis en multicomponente, multiobjetivo y multicanal. Los resultados de la investigación de este artículo concuerdan con los estudios existentes sobre la patogénesis y los efectos farmacológicos de las UP relacionadas con el Hp, que en cierta medida confirman la fiabilidad de este artículo. Los resultados de la investigación de este artículo pueden proporcionar una base científica para la promoción clínica y la aplicación de la medicina Huangqin Huanglian en el tratamiento de las UP relacionadas con el Hp, y proporcionar ideas y referencias para futuras investigaciones experimentales en profundidad.