Aislamiento y purificación de péptidos de almizcle y estudio de sus mecanismos antiinflamatorios La lesión pulmonar aguda (LPA)/síndrome de distrés respiratorio agudo (SDRA) es una enfermedad respiratoria grave y compleja caracterizada por el daño de las células epiteliales alveolares y las células endoteliales vasculares, hipotensión y edema alveolar, que en última instancia conduce a una insuficiencia respiratoria hipóxica aguda. La patogenia de la ALI/ARDS es compleja, siendo el núcleo de los trastornos fisiopatológicos de la ALI/ARDS la desregulación de la respuesta inflamatoria, el aumento de la permeabilidad de las células endoteliales pulmonares y del epitelio que conduce a la alteración de la barrera microvascular pulmonar. Wu et al. informaron de que la piroptosis de los macrófagos está implicada en la patogénesis de la ALI/ARDS inducida por lipopolisacáridos, y el inhibidor específico de la caspasa-1 Ac YVADCMK puede aliviar el daño tisular pulmonar y reducir la producción de citocinas proinflamatorias.

El almizcle (Moschus) es una secreción seca de la bolsita del macho maduro de los animales de la familia de los ciervos Moschus berezovskii Flerov, Moschus sifanicus Przewalski o Moschus moschiferus Linnaeus. El almizcle es de naturaleza cálida, sabor acre y pertenece a los meridianos del corazón y el bazo. Tiene los efectos de abrir los orificios, despertar la mente, favorecer la circulación sanguínea, desbloquear los colaterales, reducir la hinchazón y aliviar el dolor. La investigación médica moderna ha descubierto que el almizcle tiene componentes químicos complejos y efectos farmacológicos como antiinflamatorio, antidemencia, antitumoral, antiisquemia cerebral, regulación inmunológica y regulación hormonal. Zhu et al. han demostrado una fuerte actividad antiinflamatoria de los péptidos de almizcle en varios modelos inflamatorios in vivo, como la inflamación de la oreja por aceite de crotón en ratones, la artritis por levadura y agar en ratas, y la inflamación por escaldadura en ratas, pero el mecanismo antiinflamatorio sigue sin estar claro. El objetivo de este estudio es extraer y purificar péptidos de almizcle natural, investigar la actividad antiinflamatoria de los péptidos de almizcle en modelos celulares in vitro de THP-1 inducidos por lipopolisacárido y en modelos de ratón de lesión pulmonar aguda, y explorar sus posibles mecanismos moleculares de acción, con el fin de proporcionar una referencia para futuras investigaciones, desarrollo y aplicación clínica de la preciada hierba medicinal china almizcle.

 

 

Los péptidos bioactivos, debido a su alta selectividad, metabolismo predecible in vivo, baja toxicidad y facilidad de síntesis, han atraído la atención generalizada de los investigadores tanto nacionales como internacionales como posibles fármacos terapéuticos para diversas enfermedades. Según los informes, los péptidos de almizcle son uno de los principios activos antiinflamatorios del almizcle natural. Los estudiosos japoneses Masayasu Kimura y otros han aislado por primera vez un péptido con un peso molecular de alrededor de 1.000 del almizcle, que tiene una fuerte actividad antiinflamatoria y puede inhibir significativamente la migración de los glóbulos blancos del cobaya. Su potencia de acción es unas 40 veces superior a la de la hidrocortisona. Zhu et al. confirmaron en un modelo de hinchazón de oreja de ratón inducido por aceite de croton que el efecto antiinflamatorio del almizcle 21 es tres veces superior al de la hidrocortisona, el efecto antiinflamatorio del almizcle 65 es unas seis veces superior al de la hidrocortisona, y la fuerza antiinflamatoria del almizcle 1 es 36 veces superior a la de la hidrocortisona. Liu et al. separaron Mua-1 con un peso molecular de unos 200000 mediante el método de filtración en gel, que tiene un efecto inhibidor significativo sobre la inflamación del oído de ratones con aceite de croton, con una tasa de inhibición de la inflamación de 72,3%. Los monocitos THP-1 pueden diferenciarse en macrófagos inducidos por PMA, mostrando un fenotipo y una función similares a los de los macrófagos primarios humanos. La línea celular THP-1 se ha utilizado ampliamente como modelo in vitro de monocitos y macrófagos humanos para estudiar los mecanismos de las enfermedades inflamatorias. El LPS es el ingrediente activo de la pared celular de las bacterias Gram negativas, que puede provocar fuertes reacciones inflamatorias y se utiliza a menudo como inductor para modelos de inflamación in vivo e in vitro. En este estudio, el autor utilizó una columna de cromatografía de intercambio iónico para separar y purificar cinco fracciones de extracto de almizcle natural, a saber, SXP1 SXP2、SXP3、 SXP4、SXP5。 En el modelo de macrófagos THP-1 inducido por LPS, se encontró que SXP4 inhibe significativamente la producción de TNF - α y IL-1 β, lo que demuestra una fuerte actividad antiinflamatoria. Además, el análisis SDS-PAGE reveló que el peso molecular de las proteínas peptídicas en SXP4 principalmente oscila entre 10 y 26 kDa.

La lesión pulmonar aguda y el síndrome de dificultad respiratoria aguda más grave tienen una alta tasa de mortalidad, caracterizada por la inflamación pulmonar causada por infección, trauma, contusión del tejido pulmonar o aspiración del contenido gástrico. Este estudio encontró que SXP4 puede mejorar significativamente el daño patológico del tejido pulmonar de ratón, reducir la expresión de TNF - α, IL-6 en suero y IL-1 β, IL-18 en tejido pulmonar de ratones con lesión pulmonar aguda inducida por lipopolisacárido. La piroptosis es una forma de muerte celular programada que se basa en la actividad enzimática de los miembros de la familia Caspase para mediar en la formación de poros transmembrana en la membrana celular por proteínas de la familia Gasdermin, causando la inflamación y ruptura celular, así como la liberación de mediadores inflamatorios como IL-1 β, IL-18, HMGB1, y promoviendo la respuesta inflamatoria. Las investigaciones han demostrado que la piroptosis de los macrófagos alveolares desempeña un papel importante en la lesión pulmonar aguda. Por lo tanto, la inhibición de la piroptosis celular es una posible diana terapéutica para la lesión pulmonar aguda.

Existen dos vías de activación de la piroptosis celular, a saber, la vía clásica dependiente de la Caspasa-1 y la vía no clásica dependiente de la Caspasa-4, -5/-11, ambas acompañadas de lisis de Gasdermina D (GSDMD) y liberación de IL-1 β e IL-18. La vía clásica de la piroptosis celular está mediada por los inflamasomas. Los inflamasomas son grandes complejos moleculares en el interior de las células, compuestos por receptores sensores similares a NOD (NLR), proteína adaptadora similar a la proteína spot relacionada con la apoptosis (ASC) y precursor efector de Caspasa-1 (ProCaspasa-1). Entre ellos, NLRP3 es el miembro más estudiado de la familia NLRs. Grailer et al. descubrieron que el inflamasoma NLRP3 y la Caspasa-1 desempeñan un papel crucial en la patogénesis de la lesión pulmonar aguda. En ratones con lesión pulmonar aguda inducida por LPS, el daño del tejido pulmonar y la respuesta inflamatoria se redujeron significativamente en ratones NLRP3-/- y Caspase-1-/-. La NLRP3 activada recluta ASC y ProCaspase-1 para formar el inflamasoma NLRP3, y la Pro-Caspase-1 se escinde en la forma activa Caspase-1. La Caspase-1 escinde GSD y ProCaspase-1, y la ProCaspase-1 se escinde en la forma activa Caspase-1. La Caspasa-1 escinde el GSDMD, exponiendo su dominio aminoácido terminal e induciendo la perforación de la membrana celular, lo que conduce a la inflamación y lisis celular. Al mismo tiempo, la Caspasa-1 también procesa los precursores de IL-1 β e IL-18 (Pro-IL-1 β, Pro-IL-18), liberando IL-1 β e IL-18 maduras a través de poros en la membrana celular. Los resultados inmunohistoquímicos de este estudio mostraron que SXP4 puede reducir significativamente los niveles de expresión de NLRP3, ASC, Caspasa-1 y GSDMD en el tejido pulmonar de ratones con lesión pulmonar aguda (véase la figura 13).

En resumen, el péptido de almizcle SXP4 puede reducir la producción de citocinas proinflamatorias, aliviar la respuesta inflamatoria en ratones con lesión pulmonar aguda y paliar el daño patológico del tejido pulmonar mediante la inhibición de la vía de la apoptosis celular mediada por NLRP3/Caspasa-1.