El extracto de Tianma combinado con isorhinofilina inhibe la apoptosis inducida por MPP+ en células PC12 a través de la vía mitocondrial
La enfermedad de Parkinson (EP) es una enfermedad degenerativa del sistema nervioso central acompañada de síntomas de déficit motor. Más de 90% de la EP es esporádica, y alrededor de 10% de la EP es hereditaria. Las principales características patológicas y bioquímicas de la enfermedad de Parkinson son la pérdida progresiva de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra, lo que provoca una disminución de los niveles de dopamina estriatal. La 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) tiene efectos inhibidores sobre el complejo mitocondrial I y, al entrar en el organismo, genera iones activos de 1-metil-4-fenilpiridina (MPP+). Los radicales libres producidos por el MPP+ en las mitocondrias causan daños mitocondriales. La apoptosis de las neuronas dopaminérgicas mediada por las mitocondrias es un importante mecanismo patológico de la enfermedad de Parkinson. En el tejido cerebral de los pacientes con EP después de la muerte, algunas neuronas moribundas muestran características morfológicas de apoptosis. La investigación sobre la terapia de la EP dirigida al daño mitocondrial ha recibido una amplia atención por parte de investigadores médicos tanto básicos como clínicos. Desde que Cotzias et al. aplicaron por primera vez con éxito la levodopa en el tratamiento clínico de la EP en 1967, la terapia sustitutiva con dopamina ha sido el principal medio para tratar la EP. Sin embargo, esta terapia sólo puede aliviar los síntomas clínicos hasta cierto punto y no puede retrasar fundamentalmente la progresión de la enfermedad. La medicina tradicional china tiene las ventajas de unos efectos terapéuticos estables y duraderos y unos efectos secundarios tóxicos mínimos en el tratamiento de la EP. Con la profundización de la investigación sobre el mecanismo de la apoptosis en la aparición y desarrollo de la EP, la combinación de ingredientes efectivos de la medicina tradicional china ha mostrado ventajas significativas en el tratamiento neuroprotector de la EP. Nuestras investigaciones previas descubrieron que tanto la gastrodina como la isocrocetina ejercen efectos neuroprotectores en modelos de la enfermedad de Parkinson in vitro e in vivo. La EP es una enfermedad compleja causada por factores genéticos y ambientales, y la terapia de combinación multiobjetivo para la EP está recibiendo cada vez más atención. El objetivo de este estudio es investigar el efecto protector y el mecanismo de la combinación de gastrodina e isocrocetina sobre la apoptosis inducida por MPP+ en células PC12.

El tratamiento sustitutivo con dopamina, que se centra en mejorar los síntomas motores, sigue siendo la piedra angular del tratamiento de la EP, pero está limitado por su eficacia a largo plazo y sus complicaciones. La neuroprotección se ha convertido en una importante estrategia de tratamiento para retrasar la progresión de la enfermedad de Parkinson. La EP es una enfermedad compleja causada por múltiples factores, y el efecto sinérgico entre objetivos biológicos inducido por la terapia combinada puede ser un medio eficaz para mejorar la compleja patología de la EP. El compuesto de la medicina tradicional china Tianma Gouteng Yin puede mejorar significativamente los síntomas de los pacientes con EP. En nuestra investigación previa, encontramos que la gastrodina y la isocrocetina son los principales ingredientes activos de Tianma y Gouteng en la lucha contra la EP.

Se han detectado muchas neuronas apoptóticas y estrés oxidativo en los cerebros de pacientes con EP, y el estrés oxidativo es un factor importante para iniciar la vía de señalización apoptótica. La apoptosis excesiva de las neuronas dopaminérgicas desempeña un papel clave en la progresión de la EP, y varias causas de EP pueden conducir en última instancia a la aparición de la EP a través de la vía común de la apoptosis celular. El MPTP es absorbido y oxidado por las células gliales a través de la barrera hematoencefálica para generar MPP+. Las neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo absorben MPP+ a través de transportadores de dopamina e inhiben la actividad del complejo mitocondrial I en las mitocondrias, lo que provoca la apoptosis de las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra. El MPTP/MPP+ es un fármaco eficaz para inducir modelos de EP. Este estudio demostró que el MPP+ aumentaba la apoptosis y la actividad de la caspasa-3/7 en las células PC12, mientras que la gastrodina o la isorquincofilina solas podían inhibir significativamente la apoptosis y la actividad de la caspasa-3/7 en las células PC12. El efecto inhibidor de la gastrodina y la isorquincofilina combinadas fue significativamente mayor que el de ambas por separado.

En los últimos años, con el estudio en profundidad de la estructura y la función mitocondriales, se ha descubierto que el desarrollo progresivo de la EP está estrechamente relacionado con las mitocondrias. La disfunción mitocondrial conduce a un aumento de la permeabilidad de la membrana externa mitocondrial, a la liberación de Cyt-c al citoplasma y a su unión con el activador apoptótico de la proteasa 1 para formar un multímero, activando la caspasa-9 y la caspasa-3, lo que provoca la activación de las endonucleasas en reposo, causando en última instancia la rotura del ADN y la apoptosis celular. La apoptosis de las neuronas dopaminérgicas puede conducir a la aparición de la enfermedad de Parkinson. Este estudio demostró que el MPP+ reducía la relación rojo/verde de JC-1 en células PC12 y aumentaba el contenido de cyct-C en el sobrenadante del cultivo celular. La aplicación combinada de gastrodina e isorquincofilina tuvo un efecto significativamente mayor sobre el aumento de la proporción rojo/verde de JC-1 y la disminución de cyct-C en el sobrenadante del cultivo celular que su aplicación individual, lo que sugiere que el efecto neuroprotector de la aplicación combinada de gastrodina e isorquincofilina está relacionado con la mejora de la disfunción mitocondrial. Las vías de señalización ERK1/2, Akt, y GSK-3 β desempeñan papeles importantes en los efectos neuroprotectores de la combinación de gastrodina e isorhinofilina.

La niacina puede convertirse en NAD+y NADP+bajo la acción de enzimas tras entrar en el organismo. El NAD+ es uno de los componentes importantes de la cadena respiratoria y participa en las reacciones redox de los organismos. Aumentar el contenido de NAD+/NADH en las células puede aliviar las enfermedades neurodegenerativas. La vía de señalización Akt es una importante vía de señalización intracelular promotora de la supervivencia, y un aumento de los niveles de fosforilación de Akt puede contrarrestar la apoptosis neuronal y promover la supervivencia neuronal. Se ha demostrado que Akt está implicada en la patogénesis de la enfermedad de Parkinson. Los estudios han demostrado que los niveles de Akt en la sustancia negra pars compacta están reducidos en los pacientes con EP. Este estudio mostró que el MPP+ redujo el contenido de NAD+ y la proporción de NAD+/NADH en las células PC12, mientras que la combinación de gastrodina e isorhinofilina aumentó el contenido de NAD+ y la proporción de NAD+/NADH en las células PC12. La isocrocetina sola o en combinación con la gastrodina aumentó los niveles de fosforilación de Akt en las células PC12. Akt desempeña un papel importante en la aplicación combinada de gastrodina e isorhinofilina para aumentar el contenido celular de NAD+ y la relación NAD+/NADH.

En resumen, este estudio ha confirmado que la combinación de gastrodina e isorhinofilina tiene un efecto sinérgico, que puede inhibir mejor la apoptosis neuronal relacionada con la EP. El mecanismo puede estar relacionado con la mejora de la función mitocondrial, pero el efecto neuroprotector sinérgico de la combinación in vitro necesita ser verificado en experimentos in vivo, y el mecanismo molecular de su neuroprotección sinérgica necesita más investigación.