Farmacología en red y estudio experimental de la píldora Guizhi Fuling modificada en el tratamiento de la hiperplasia prostática benigna
La hiperplasia benigna de próstata (HBP) se denomina hiperplasia prostática benigna (HPB). El grupo de incidencia clínica está formado principalmente por hombres de mediana edad y ancianos. Según las estadísticas, la tasa de incidencia de la HBP aumenta con la edad, alcanzando los 80% a los 80 años, y los datos siguen aumentando año tras año. Los métodos de tratamiento de la HBP incluyen la medicina occidental y el tratamiento quirúrgico, pero la terapia de medicina occidental puede causar daños en la neurocognición y la función sexual, mientras que el tratamiento quirúrgico va acompañado de complicaciones postoperatorias. Por lo tanto, es urgente explorar nuevos enfoques de tratamiento para la HBP.

La medicina tradicional china hace hincapié en un enfoque holístico y un tratamiento dialéctico, con una rica experiencia y ventajas únicas en el tratamiento de enfermedades. La píldora Guizhi Fuling tiene su origen en Zhang Zhongjing, un santo médico de la dinastía Han. En este estudio, la píldora Guizhi Fuling modificada (MGFP) se compuso de ocho medicinas tradicionales chinas: Guizhi, Fuling, Taoren, Mudan Skin, Chishao, Wangbuliuxing, Wuyao y Leech. Fue la fórmula central extraída por el equipo de investigación basándose en la minería de datos para el tratamiento de la HBP por el académico Wang Qi, maestro de medicina china. Según la teoría de la medicina tradicional china, la patogénesis de la HBP es la "deficiencia de qi renal y obstrucción de la estasis sanguínea". La MGFP es buena para dispersar la estasis sanguínea, reducir los síntomas y la acumulación, y promover la circulación del agua, y tiene importantes efectos terapéuticos en el uso clínico. Sin embargo, la compleja composición de las fórmulas de la medicina tradicional china dificulta enormemente el estudio de su mecanismo de acción.
En los últimos años, la farmacología de redes se ha utilizado ampliamente en el estudio de la farmacología de la medicina tradicional china. Su concepto gira en torno al tratamiento farmacológico eficaz de las enfermedades dirigiéndose a múltiples moléculas de la red interconectada, lo que coincide con la teoría multicomponente, multiobjetivo y multivía de la medicina tradicional china. Sobre esta base, este estudio utiliza la farmacología de redes y las técnicas de acoplamiento molecular para explorar el posible mecanismo de acción de la MGFP en la HBP, y establece una rata modelo de HBP para verificar la diana con la mejor energía de unión, con el fin de proporcionar datos de apoyo para el tratamiento clínico.

 

Según los informes, la patogénesis de la HBP está relacionada principalmente con las hormonas sexuales, los factores de crecimiento, la respuesta inflamatoria, la apoptosis celular anormal, etc. Sus principales características patológicas son la proliferación de células epiteliales prostáticas y células estromales. La MGFP, cuando se utiliza en combinación con frío y calor, tiene los efectos de promover la circulación sanguínea, eliminar los síntomas, suavizar, fortalecer y promover la diuresis. Puede mejorar significativamente la HBP causada por la deficiencia de qi renal y la obstrucción por estasis sanguínea. La investigación farmacológica moderna ha demostrado que los ingredientes de la píldora Guizhi Fuling incluyen principalmente paeonol, paeoniflorin, cinnamaldehyde, porin, y amygdalin. Puede reducir la viscosidad de la sangre mejorando los parámetros hemorreológicos y se utiliza generalmente para tratar enfermedades como la HBP causada por la acumulación de estasis sanguínea (turbidez). Además, se descubrió que Wang Buliuxing puede prolongar el tiempo de coagulación de las ratas modelo de estasis sanguínea y reducir la viscosidad de toda su sangre; La hirudina contenida en las sanguijuelas tiene efectos anticoagulantes y antitrombóticos; El aceite volátil, principal componente de la medicina negra, también puede liberar el qi pulmonar y bajar la vejiga para aliviar la retención de cálculos urinarios, facilitando así la micción. De todo ello se desprende que los componentes químicos de la MGFP pueden alcanzar el objetivo de tratar la HBP a través de determinadas vías, lo que refleja el mecanismo de acción del compuesto de la medicina tradicional china con múltiples componentes, objetivos y vías.
En este estudio se obtuvieron 212 dianas de intersección mediante el diagrama de Venn y, a continuación, se invirtieron las vías principales en el análisis KOBAS para identificar las dianas principales para el tratamiento de la HBP con MGFP. Combinado con la clasificación de grado y la literatura, se obtuvieron objetivos centrales estrechamente relacionados con la patogénesis de la HPB, incluyendo AKT1 BAX、BCL2、JUN、TGFB1、TNF、IL6、VEGFA、EGFR。 Los objetivos anteriores están relacionados principalmente con la apoptosis celular, el crecimiento vascular y la inflamación. Según los informes, AKT es una proteína quinasa serina/treonina. En el subtipo AKT, AKT1 puede inhibir la apoptosis y promover el crecimiento y la supervivencia celular, participando en el desarrollo de la HBP. VEGFA es un mitógeno altamente específico de las células endoteliales vasculares estrechamente relacionado con la formación y el mantenimiento de la neovascularización prostática. La AKT activada fosforila la eNOS para producir NO, promoviendo la migración de células endoteliales inducida por VEGFA, la vasodilatación, el aumento del flujo sanguíneo y la angiogénesis. La IL-6 es una citoquina multifuncional con una amplia gama de funciones. En el tejido prostático, la IL-6 promueve la proliferación de las células epiteliales basales de la próstata a través de la vía autocrina, provocando un desequilibrio entre la proliferación celular prostática y la apoptosis en el organismo, induciendo así la aparición de la HBP.
Este estudio descubrió mediante el análisis de anotación funcional GO que los procesos biológicos implicados en la MGFP están principalmente enriquecidos en procesos relacionados con el crecimiento vascular, procesos relacionados con el estrés oxidativo, procesos relacionados con la apoptosis, procesos relacionados con la coagulación y procesos relacionados con la inmunidad. Sus funciones moleculares en la regulación de la HBP están principalmente enriquecidas en la unión de factores de transcripción, actividad de receptores nucleares, actividad de proteína quinasa, unión de receptores de citoquinas, actividad de receptores adrenérgicos, unión de factores de transcripción de ARN polimerasa II, etc.
Este estudio descubrió mediante el análisis de enriquecimiento de vías KEGG que la MGFP tiene efectos reguladores sobre la vía de señalización AGE-RAGE, la vía de señalización PI3K-AKT, la apoptosis celular, la vía de señalización IL-17, la diferenciación de células Th17, la vía de señalización TNF, la vía de señalización VEGF, la vía de señalización MAPK, la vía de señalización Ras, la vía de señalización Rap1, etc. Las investigaciones han demostrado que el AGERAGE puede estimular la producción de citocinas proinflamatorias, lo que conduce a una proliferación celular excesiva y a un mayor desarrollo de la HBP. La activación de la vía de señalización PI3K-AKT conduce a la fosforilación de proteínas proapoptóticas, lo que a su vez bloquea su unión a las moléculas antiapoptóticas BCL-2 y BCL-XL, dando lugar a una reducción de la apoptosis celular en la HBP. La vía de señalización de la IL-17, la diferenciación de las células Th17 y la vía de señalización del TNF pueden mediar en las respuestas inmunitarias inflamatorias. Se ha informado de que la estimulación de la infección hace que las células estromales de la HBP produzcan factores proinflamatorios IL-6, IL-8 y TNF, activando así las células CD4+T infiltrantes y promoviendo su diferenciación en células efectoras Th1 y Th17 mediante la secreción de IL12 e IL-23; los linfocitos Th1 y Th17 activados producen citocinas proinflamatorias, como la IL-17, que promueven respuestas inflamatorias inmunitarias y conducen a la hiperplasia de las células prostáticas. El VEGF es un factor angiogénico mediado por la vía de señalización PI3K-AKT, que puede promover la angiogénesis y la proliferación celular en los tejidos intersticiales. También desempeña un papel clave en el desarrollo de la HBP. En combinación con los resultados del objetivo central y la figura 6, especulamos que existe una estrecha relación entre la vía de señalización PI3K-AKT y la vía de señalización VEGF. Las vías de señalización MAPK y Ras intervienen en la regulación de las actividades biológicas básicas de las células, como la proliferación, la apoptosis, la diferenciación y el envejecimiento. La cascada MAPK depende de Ras, y una activación anormal puede causar un desequilibrio entre la proliferación celular y la apoptosis en el organismo. Además, se ha descubierto que la activación de la vía de señalización Rap1 favorece la proliferación y la migración celular, lo que conduce a un aumento del volumen de la próstata. Se especula que la MGFP puede afectar a la respuesta inflamatoria, la apoptosis celular y la proliferación mediante la regulación de múltiples vías de señalización, logrando así el objetivo de tratar la HBP.
Este estudio encontró a través de acoplamiento molecular que los componentes centrales de MGFP, incluyendo quercetina, β - sitosterol, kaempferol, baicaleína, y ácido tánico, tienen energías de unión de menos de 0 con AKT1, BAX, BCL2, JUN, TGFB1, TNF, IL6, VEGFA, y EGFR, lo que indica que pueden unirse espontáneamente entre sí. Sin embargo, las energías de unión de quercetina, β - sitosterol, kaempferol, baicaleína y ácido tánico con AKT1, BAX, JUN, TNF y VEGFA son todas inferiores a -20929 J/mol, lo que indica una fuerte capacidad de unión. El resultado de acoplamiento entre BAX y β - sitosterol es el mejor. Las investigaciones han demostrado que el β - sitosterol es un esterol vegetal que interfiere en varias vías de señalización celular, afectando a procesos como el ciclo celular, la apoptosis, la proliferación y la angiogénesis. Se suele utilizar clínicamente en enfermedades como las cardiopatías, la tuberculosis y el cáncer de cuello de útero. Durante el proceso de apoptosis celular, el pro apoptótico BAX se transloca a la mitocondria y se integra con la membrana externa de la mitocondria, induciendo la permeabilización de la membrana externa y liberando citocromo c, lo que conduce a la muerte celular normal. Sharmila et al. establecieron un modelo de cáncer de riñón de rata inducido por dietilnitrosamina y descubrieron que la expresión de la proteína BAX aumentaba significativamente en el grupo de tratamiento con β - sitosterol. Además, un estudio multicéntrico, controlado con placebo, doble ciego mostró que β - sitosterol también tiene un efecto de mejora significativa en la HPB, pero su mecanismo de acción aún no está claro.
En este estudio se investigó la expresión de BAX en el tejido prostático mediante el establecimiento de un modelo de rata con HBP. Los resultados mostraron que, en comparación con el grupo de cirugía simulada, las ratas del grupo modelo presentaban proliferación de células epiteliales glandulares y una reducción significativa del lumen glandular, mientras que los demás grupos de tratamiento mostraban diversos grados de reducción del grosor de la pared prostática en comparación con el grupo modelo, lo que sugiere que la MGFP tiene cierto efecto terapéutico en las ratas modelo de HBP. Los resultados semicuantitativos de la inmunohistoquímica no mostraron diferencias significativas en la expresión de BAX en el tejido prostático entre el grupo blanco y el grupo de cirugía simulada; en comparación con el grupo de cirugía simulada, la expresión de BAX en el tejido prostático de las ratas del grupo modelo se redujo significativamente (P<0,01), lo que indica que la HBP puede causar una apoptosis celular anormal al inhibir la expresión de BAX en el tejido prostático. En comparación con el grupo modelo, los grupos de dosis baja, media y alta de MGFP, el grupo de finasterida y el grupo de la cápsula Longbishu aumentaron significativamente la expresión de BAX (P<0,01), lo que puede deberse a la regulación de la vía de la apoptosis dependiente de la mitocondria por la MGFP, que aumenta la expresión del gen BAX relacionado con la promoción de la apoptosis celular, inhibe la proliferación celular y tiene un efecto dependiente de la dosis.
En resumen, la MGFP puede regular dianas como AKT1, BAX, JUN, TNF, VEGFA, así como las vías de señalización PI3K-AKT y VEGF a través de componentes centrales como quercetina, β - sitosterol, kaempferol, baicaleína y ácido tánico, regulando así procesos biológicos relacionados como el crecimiento vascular de la próstata, la apoptosis y el estrés oxidativo, y ejerciendo un efecto terapéutico sobre la HBP. La predicción preliminar del modo de unión óptimo entre el componente central y las dianas clave mediante acoplamiento molecular fue β - sitosterol BAX, y el efecto de la MGFP sobre BAX se exploró mediante experimentos con animales, proporcionando una base farmacológica para la aplicación generalizada de la MGFP. Dadas las limitaciones de la inclusión insuficiente de componentes químicos en la base de datos y los cambios en los componentes de la medicina tradicional china después del procesamiento, se puede realizar una investigación más profunda sobre los componentes químicos de la MGFP a través de la tecnología de huellas dactilares, lo que ayudará a mejorar la fiabilidad de los resultados de predicción de farmacología de red.