Estudio sobre la prevención y el mecanismo de los polisacáridos de la hoja de Moringa en el tratamiento de la colitis ulcerosa en ratones
La colitis ulcerosa (CU) es una enfermedad altamente compleja, inespecífica y recurrente que suele provocar ulceración y ulceración de la mucosa colónica, dolor abdominal frecuente, diarrea, hemorragia rectal y otros síntomas clínicos. Debido a su carácter recurrente y difícil de curar, afecta gravemente a la vida normal del paciente y aumenta el riesgo de infección secundaria y cáncer de colon. Eric et al. descubrieron que la patogénesis de la CU está estrechamente relacionada con el deterioro de la función de barrera intestinal y los cambios en el microambiente intestinal. Cuando se daña la barrera de la mucosa intestinal, las células inmunitarias de la lámina propia intestinal quedan expuestas a antígenos y patógenos externos, y las células inmunitarias activadas producen una reacción inflamatoria en cascada en el organismo, haciendo que los subconjuntos de células T medien en respuestas inmunitarias Th2 no específicas. Al mismo tiempo, TLR4 envía señales a la proteína adaptadora MyD88, lo que conduce a la activación de NF - κ B y promueve la expresión de factores proinflamatorios como la interleucina-1 β (IL-1 β) y el factor de necrosis tumoral - α (TNF - α), alterando la homeostasis inmune intestinal y dañando aún más las células epiteliales intestinales. Al mismo tiempo, la composición de la microbiota intestinal tiene un impacto significativo en el desarrollo y la función del sistema inmunitario. Cuando la proporción de bacterias beneficiosas y patógenas en el intestino está desequilibrada, entran en el organismo toxinas, bacterias intestinales y antígenos, lo que exacerba la inflamación de la mucosa intestinal y la respuesta excesiva de estrés oxidativo en pacientes con CU. Esto sugiere que las intervenciones dirigidas a los factores inflamatorios y la microbiota intestinal son objetivos eficaces para prevenir y tratar la CU.

La Moringa oleifera, originaria de la India, está muy extendida en las regiones tropicales y subtropicales de África y Asia. En los últimos años, se ha cultivado extensamente en las regiones chinas de Yunnan y Guangxi. En 2012, fue aprobada por el Ministerio de Sanidad chino como un nuevo recurso alimentario y un importante recurso alimenticio tanto para la medicina como para la alimentación en China. El valor nutricional de las hojas de Moringa es extremadamente alto. El consumo a largo plazo de alimentos a base de hojas de Moringa puede mejorar el sistema inmunitario humano y también tener cierto efecto de prevención de enfermedades. Sus principales componentes bioactivos son polifenoles, flavonoides y polisacáridos, que ejercen importantes efectos antiinflamatorios, antioxidantes y antitumorales. En la actualidad, existen relativamente pocos informes sobre el polisacárido de la hoja de Moringa oleifera (MOLP), tanto a nivel nacional como internacional, y aún se limitan a la optimización de los procesos de extracción tradicionales y al análisis de la composición química. Los efectos preventivos y terapéuticos del MOLP sobre la enteritis aún no están claros. Por lo tanto, en este experimento se utilizó la inducción de DSS para establecer un modelo de ratón con CU y se observó el efecto de mejora del MOLP sobre la respuesta inflamatoria y la microbiota intestinal en ratones con colitis aguda. El objetivo es aclarar el mecanismo de los efectos preventivos y terapéuticos del MOLP en la CU, a fin de aportar ideas para la investigación farmacológica y el tratamiento clínico de la enfermedad con MOLP.

 

En los últimos años, la tasa de incidencia de la CU en el mundo ha aumentado año tras año. En comparación con los países europeos, la tasa de incidencia de la CU en China ha aumentado más rápidamente. La medicina moderna utiliza a menudo glucocorticoides, preparados de ácido salicílico e inmunosupresores para intervenir en el tratamiento de la CU en la práctica clínica, pero la fácil recurrencia y los graves efectos secundarios de los fármacos tras su interrupción la convierten en un tema espinoso en la comunidad médica. Con la continua profundización de las aplicaciones clínicas, los polisacáridos vegetales de fuentes naturales puras han atraído la atención por su seguridad, accesibilidad, actividad antiinflamatoria y eficaces efectos de mejora inmunitaria. Como uno de los ingredientes activos eficaces de las hojas de Moringa, los polisacáridos de las hojas de Moringa se han estudiado por sus actividades funcionales, centrándose principalmente en la reducción de los lípidos sanguíneos, el azúcar en sangre y los efectos antitumorales y antioxidantes. Para explorar los efectos preventivos y terapéuticos del MOLP en la enteritis, se utilizó DSS para establecer un modelo de CU y tratarla. Los resultados mostraron que, tras el modelado, los ratones presentaban síntomas como diarrea, heces sanguinolentas, pérdida de peso, aumento de la puntuación DAI y acortamiento de la longitud del colon, lo que indicaba un modelado satisfactorio y efectos significativos. Tras el tratamiento con MOLP, la pérdida de peso de los ratones con CU puede mejorarse significativamente, la puntuación DAI puede reducirse, el daño de la mucosa del colon y la infiltración inflamatoria pueden aliviarse, los niveles de los factores proinflamatorios IL-1 β, TNF - α, HMGB1 en el suero y el colon de los ratones pueden regularse a la baja, el nivel del factor antiinflamatorio IL-10 puede regularse al alza, y se puede inhibir la fosforilación de P65 e I κ B α para evitar la activación excesiva de la vía de señalización TLR4/NF - κ B, mantener la homeostasis de la microbiota intestinal y ejercer un efecto preventivo y terapéutico en la CU mediante la inhibición de la respuesta inflamatoria del organismo y la regulación de la estructura de la microbiota intestinal del ratón.
Las citocinas inflamatorias son una parte indispensable de la aparición y el desarrollo de la CU. Son producidas por células inmunitarias y estimulan la proliferación de células efectoras antígeno-específicas y median en la inflamación local y sistémica a través de la interacción entre células inmunitarias. En circunstancias normales, los macrófagos tienen una respuesta débil a las señales inflamatorias y es menos probable que promuevan su producción en células inmunocomprometidas. Sin embargo, durante la aparición de la CU, los macrófagos activados y las células dendríticas secretan diversas citocinas como TNF - α, INF - γ, IL-1 β, IL-10, etc. para regular la respuesta inflamatoria. El aumento o la activación excesiva de estas citocinas puede provocar un desequilibrio de las células T y un desequilibrio Treg/Th1, Th2, Th17, lo que favorece la acumulación de neutrófilos en los focos inflamatorios, reduce la secreción de electrolitos en las células epiteliales, aumenta la permeabilidad de la membrana y agrava aún más la respuesta inflamatoria. Los fármacos y productos naturales utilizados para tratar la CU pueden aliviar eficazmente el desequilibrio de los niveles de concentración y expresión de los factores inflamatorios. Xiao et al. descubrieron que los alcaloides totales de Sophora alopecuroides pueden aliviar la inflamación regulando los niveles de los factores proinflamatorios IL-1 β, IL-23 e IL-17 en ratones con CU y aumentando el nivel del factor antiinflamatorio IL-10. Este estudio encontró a través de la detección de IL-1 β, TNF - α, HMGB1, y la IL-10 en el suero de ratones UC que MOLP puede inhibir significativamente la expresión de factores pro-inflamatorios y aumentar el nivel de factores anti-inflamatorios. Al mismo tiempo, se utilizó la tecnología PCR cuantitativa de fluorescencia en tiempo real para detectar factores inflamatorios tisulares, y los resultados mostraron que MOLP puede aliviar eficazmente la expresión de IL-1 β, TNF - α, HMGB1 mRNA en el tejido de colon de ratones UC y aumentar la expresión de IL-10 mRNA. Además, la MPO es una enzima característica de los neutrófilos, una hemoglobinasa secretada por neutrófilos o macrófagos en determinados tejidos, y es miembro de la familia de las hemo peroxidasas. Podemos evaluar el grado de infiltración de neutrófilos en los tejidos detectando la actividad de la MPO en tejidos de colon de ratón. Los resultados mostraron que el MOLP podía inhibir significativamente la actividad de la MPO en ratones con CU y reducir el número de neutrófilos en el tejido del colon. La generación de factores inflamatorios y el aumento de la actividad de MPO mencionados anteriormente están estrechamente relacionados con la posición central de la vía de señalización TLR4/NF - κ B. TLR4 desempeña un papel importante en el reconocimiento de microorganismos patógenos y en el control de las respuestas inmunitarias adquiridas en la inmunidad innata. Cuando TLR4 se activa, la proteína adaptadora MyD88 transduce la señal, induciendo la fosforilación, ubiquitinación y degradación de I κ B, liberando dímeros NF κ B p50/p65. Los dímeros activados entran en el núcleo e inician inmediatamente la transcripción de diversas citoquinas, lo que conduce a un aumento de la cantidad de IL-1 β, TNF - α, etc., provocando que la inflamación persista y continúe expandiéndose. Zhang et al. descubrieron que la vía de señalización NF - κ B en el colon de ratones con CU estaba sobreactivada, y la inhibición dirigida de la activación de la vía de señalización NF - κ B era eficaz para aliviar la CU. Este estudio descubrió que, en comparación con el grupo Con, la actividad de MPO en el tejido del colon de los ratones del grupo DSS estaba significativamente aumentada, y la expresión de las proteínas TLR4 y MyD88 estaba significativamente aumentada. Las proteínas p-P65 y p-I κ B α se elevaron, y la relación p-P65/P65 y p-I κ B α/I κ B α también aumentó. Después del tratamiento con MOLP, la expresión anormal anterior fue efectivamente inhibida, lo que indica que MOLP puede ejercer sus efectos preventivos y terapéuticos en la CU mediante la inhibición de la activación excesiva de TLR4/NF - κ B vía de señalización y la supresión de la expresión anormal de factores inflamatorios.
En circunstancias normales, el intestino tiene una función de barrera completa. La microbiota intestinal, junto con la capa epitelial intestinal, la capa mucosa y el sistema linfático intestinal, forman las barreras mecánicas, químicas y biológicas de la mucosa intestinal, que pueden impedir que los antígenos patógenos invadan el organismo y mantener el funcionamiento normal. Cuando se produce una inflamación en el intestino, se altera la microbiota intestinal, se destruye la barrera intestinal y aumenta la permeabilidad intestinal. Las bacterias nocivas y sus metabolitos, como las endotoxinas, se absorben en el torrente sanguíneo, lo que agrava aún más el daño a las células epiteliales de la mucosa y la barrera mucosa, formando así un círculo vicioso que conduce a la CU recurrente. Este estudio investigó el efecto del MOLP en la microbiota intestinal de ratones con CU mediante la secuenciación del gen 16S rRNA. Se encontró que MOLP puede aumentar la diversidad de la microbiota intestinal en ratones con CU, restaurar la proporción de Campylobacter y Bacteroidetes, regular la abundancia relativa de diferentes microbiota, y promover la recuperación de la estructura de la microbiota intestinal a niveles normales. Los dos filos más comunes en el sistema digestivo son Firmicutes y Bacteroidetes. Los estudios han descubierto que Firmicutes y Bacteroidetes en ratones con colitis están significativamente reducidos, mientras que el tratamiento con MOLP alivia significativamente el desequilibrio de los dos grupos bacterianos dominantes. Esto es similar a los resultados comunicados por Sun et al. de que los polisacáridos de boniato púrpura pueden aliviar la disminución de la proporción de Firmicutes y Bacteroidetes en ratones con CU causada por el modelado DSS, lo que sugiere que el aumento de la proporción de estos dos grupos bacterianos dominantes puede tener un efecto protector en los ratones con colitis. Otros análisis de la investigación muestran que el butirato puede proporcionar un entorno ácido en el intestino para inhibir el crecimiento de bacterias dañinas, mantener el equilibrio electrolítico y promover la reparación de la inflamación de la mucosa. El butirato es producido principalmente por las bacterias Firmicutes del intestino en el organismo. Aumentar el número de Firmicutes tiene un efecto protector sobre la inflamación intestinal. Este estudio descubrió que el MOLP puede promover el aumento de Firmicutes en ratones con CU, estimular la actividad microbiana de bacterias beneficiosas e inhibir el crecimiento de bacterias patógenas.
Los resultados de este experimento indican que en el modelo de ratón con CU inducida por DSS, MOLP puede aliviar significativamente el acortamiento del colon, la pérdida de peso y las puntuaciones elevadas de DAI en ratones con CU, reducir los niveles de citoquinas proinflamatorias IL-1 β, TNF - α, y HMGB1 en el suero y los tejidos del colon de ratones con CU, regular la sobreactivación de TLR4/NF - κ B y regular la diversidad, composición y abundancia relativa de la microbiota intestinal en ratones con CU, ejerciendo así un efecto preventivo y protector sobre la CU. El siguiente paso en el futuro será explorar el papel del MOLP en la CU desde múltiples perspectivas, como las barreras químicas y las barreras inmunitarias. Este estudio pretende aportar nuevas ideas para el desarrollo y la utilización de las hojas de Moringa y los efectos antiinflamatorios de MOLP.