Exploración del mecanismo contra el cáncer gástrico de los triterpenoides de Inonotus obliquus basado en la farmacología de red y el acoplamiento molecular.
El cáncer gástrico es un tumor maligno frecuente en todo el mundo, con un pronóstico relativamente malo y una grave amenaza para la vida y la salud humanas. Más de 70% de los nuevos casos de cáncer gástrico se producen en países en vías de desarrollo, y alrededor de 50% de los casos ocurren en Asia oriental, principalmente en China. La tasa de incidencia y mortalidad del cáncer gástrico ocupa el segundo lugar entre los tumores malignos en China, y la tasa de incidencia aún no ha disminuido. Es una enfermedad importante que pone en peligro la salud de los residentes.
Inonotus obliquus (I0) es un hongo medicinal de la familia Polyporus, y sus recursos se distribuyen principalmente en la región oriental de China, sobre todo en las provincias de Jilin y Heilongjiang. Los estudios farmacológicos clínicos han confirmado que Botrytis cinerea tiene una amplia gama de efectos farmacológicos, incluidos los efectos hipoglucemiantes, hipolipemiantes, antitumorales, antivirales y hepatoprotectores. En el siglo XVI, Botrytis cinerea ya era una hierba medicinal y comestible popular entre la población del noreste de China. Las investigaciones han descubierto que los pacientes con cáncer gástrico avanzado que toman Botrytis cinerea tienen más apetito, mejoran su estado de ánimo y también pueden reducir su dolor. La investigación ha demostrado que los compuestos triterpenoides tetracíclicos de tipo lanosterol incluyen Botrytis cinerea, lanosterol y ácido micótico. Debido a su importante efecto antitumoral, los triterpenoides de Inonotus obliquus (IOT) de Inonotus obliquus pueden inhibir eficazmente la proliferación de células tumorales. Nuestro grupo de investigación realizó estudios preliminares sobre el proceso de extracción y purificación de los triterpenoides de Inonotus obliquus, así como sobre sus efectos antitumorales in vitro. Los resultados mostraron que cuando las concentraciones de triterpenoides de 20, 50, y 100 μ g/mL se aplicaron a líneas celulares de cáncer gástrico humano durante 24 y 48 horas, las tasas de inhibición del crecimiento celular fueron 27, 80%, 58,41%, y 42,50%, 52,70%, y 66,14%, respectivamente. Los triterpenoides purificados de Inonotus obliquus inhibieron significativamente el crecimiento de las líneas celulares de cáncer gástrico humano (P<0,05), pero el objetivo y el mecanismo de acción de los triterpenoides de Inonotus obliquus contra el cáncer gástrico aún no están claros.
La farmacología de redes es un nuevo método para analizar las dianas y los mecanismos de intervención farmacológica en enfermedades desde múltiples perspectivas basadas en teorías interdisciplinarias fundamentales. En este estudio se utilizó la farmacología de redes para examinar las posibles dianas de los compuestos triterpenoides activos de Inonotus obliquus contra el cáncer gástrico, explorar sus mecanismos moleculares, construir una red farmacológica multiobjetivo y multivía para sus efectos contra el cáncer gástrico y llevar a cabo una verificación de acoplamiento molecular. Esto proporciona una base científica para futuras investigaciones sobre el mecanismo de acción y el desarrollo de fármacos de compuestos triterpenoides de Inonotus obliquus contra el cáncer gástrico.

El cáncer gástrico es el segundo tumor maligno en tasa de incidencia, lo que se ha convertido en un problema urgente de salud pública. En la actualidad, cada vez más personas prestan atención a los alimentos naturales y los medicamentos para la salud. Botrytis cinerea es elogiado como el "Ganoderma siberiano", ya que puede inhibir la metástasis de las células cancerosas, reducir la posibilidad de recurrencia del cáncer, mejorar la tolerancia de los pacientes con cáncer y reducir las molestias causadas por la radioterapia y la quimioterapia, lo que es muy favorecido por los investigadores. Este estudio se basa en los fundamentos teóricos de la farmacología de redes y el acoplamiento molecular, y utiliza bases de datos relevantes y software de dibujo para investigar el mecanismo de acción de los triterpenoides de Inonotus obliquus sobre el cáncer gástrico.
Los resultados de la farmacología de red indican que los principios activos triterpenoides de Inonotus obliquus incluyen 24 componentes, entre ellos el alcohol de Inonotus obliquus, el ácido betulínico, el ácido trombótico, el lanosterol, etc. Las investigaciones han demostrado que el ácido betulínico tiene una importante actividad antitumoral en varias células tumorales, y puede ejercer efectos antitumorales activando el NF kB sin ningún efecto secundario tóxico. Además, los estudios han demostrado que el ácido betulínico puede inducir la apoptosis celular mediante la regulación al alza de la expresión de las proteínas Caspasa-3 y Cito-3. Tanto el lanosterol como el ácido micorrícico pueden inhibir el ciclo celular G0/G1, reducir la proliferación de células cancerosas, promover la apoptosis celular y ejercer efectos antitumorales. El efecto antitumoral del ácido trombótico está relacionado con la regulación de la glicoproteína P; Nomura et al. descubrieron que el inotodiol puede activar enzimas hidrolíticas clave durante la apoptosis, promover la escisión de las proteínas PARP y Caspasa-3, iniciar señales de apoptosis y promover la apoptosis de las células cancerosas. La betulina puede aumentar la expresión de la proteína Bax y disminuir la expresión de la proteína Bcl-2, promoviendo así la apoptosis celular.
Se identificaron cinco dianas clave a través de la red "active ingredient target pathway" y la red de interacción proteica PPI, entre ellas MAPK1 ALB、NFKB1、MAPK8、CASP3。 La investigación ha demostrado que la albúmina sérica (ALB), como uno de los indicadores utilizados actualmente para reflejar el estado nutricional, es el componente más abundante y funcionalmente importante en las proteínas séricas. Es un nutriente importante en el cuerpo humano y tiene un efecto protector en la pared gástrica. La disminución de los niveles plasmáticos indica un estado nutricional deficiente en pacientes postoperados con tumores gastrointestinales. Chen et al. descubrieron en su estudio comparativo de los resultados clínicos de la intervención nutricional en tumores malignos gastrointestinales que los pacientes que recibieron terapia de soporte nutricional tenían niveles séricos de ALB significativamente más altos en comparación con los que no recibieron terapia de soporte nutricional. Los niveles de albúmina pueden considerarse un factor pronóstico independiente del cáncer gástrico tras la cirugía. El gen NFKB1 tiene sitios de unión funcionales en los promotores y potenciadores de muchos genes. Puede unirse específicamente a sitios específicos como TNF - α, IL-6, e IL-8, participar en la inflamación y las respuestas inmunes, mediar en procesos fisiológicos como la adhesión celular, la diferenciación, la proliferación y la apoptosis, y desempeñar un papel importante en la aparición y el desarrollo de diversas enfermedades inflamatorias inmunes y tumores. Jiang et al. descubrieron que el genotipo mutante CT de rs4648127 localizado en la región del intrón del gen NFKB1 está significativamente correlacionado con la susceptibilidad al cáncer gástrico y puede reducir significativamente el riesgo de susceptibilidad al cáncer gástrico. Más estudiosos han descubierto que el aumento del riesgo de cáncer gástrico en ancianos mayores de 65 años está estrechamente relacionado con el polimorfismo del gen promotor NFKB1 (-94 inserciones/deleciones de ATTG). A través de la investigación, MAPK1 puede ser un gen diana aguas abajo de miR-217 en las células de cáncer gástrico. miR-217 puede dirigirse a MAPK1, reducir su nivel de expresión y controlar la metástasis y la invasión de las células de cáncer gástrico. En este estudio, se encontró que las sustancias farmacológicas en los triterpenoides de Botrytis cinerea pueden actuar sobre MAPK1 MAPK8、MAPK10、MAPK14， Y participa en la vía de señalización MAPK, ejerciendo efectos biológicos; Muchos de los objetivos contra el cáncer gástrico de los compuestos activos triterpenoides de Botrytis cinerea implican proteínas apoptóticas como CASP3 y CASP7. Los estudios han demostrado que la patogénesis del cáncer gástrico está relacionada con la baja expresión de CASP3 y la inhibición de la apoptosis celular en el tejido del cáncer gástrico humano. El análisis de las vías KEGG también indica que el mecanismo de acción de los principios activos triterpenoides de Inonotus obliquus contra el cáncer gástrico está relacionado con las vías de señalización del cáncer. La vía apoptótica está regulada por proteínas como CASP3, CASP7 y CASP9, que pueden causar directamente la apoptosis de las células tumorales e inhibir su proliferación. La vía de señalización del TNF es la vía inflamatoria más común, y la proteína receptora TNFR1 en la membrana celular puede unirse al ligando libre extracelular TNF - α, activando la vía de señalización. Se produce una reacción en cascada, la activación de la proteína apoptótica Caspasa-3, desencadenando una serie de reacciones inflamatorias, en última instancia conduce a la apoptosis celular. Las investigaciones han descubierto que el extracto acuoso de Botrytis cinerea puede reducir los niveles de TNF-α e IL-4, y disminuir significativamente la expresión del factor de transducción de señales STAT1 y del factor de activación de la transcripción STAT6, lo que conduce a la apoptosis de las células tumorales. La vía de señalización del receptor tipo Toll tiene una fuerte expresión positiva de TLR4 y TLR9 tanto a nivel de genes como de proteínas en el tejido del cáncer gástrico. Al unirse a los ligandos, activa la vía NF kB y regula diversos genes proinflamatorios como IL-8, IL-1 e IL-6. Por lo tanto, la vía de señalización del receptor Toll like puede controlar la metástasis de las células tumorales malignas a través del mecanismo de defensa del sistema inmunitario del organismo. Se especula que los principios activos triterpenoides de Betula platyphylla pueden actuar sobre múltiples dianas y vías, ejerciendo así efectos contra el cáncer gástrico.
El acoplamiento molecular, como método principal de diseño de fármacos asistido por ordenador, se ha aplicado ampliamente en diversos aspectos del desarrollo de nuevos fármacos. En general, Vina divide las energías de unión de las moléculas de acoplamiento y las dianas en tres categorías: -4,0 kJ/mol<energía de unión<0 kJ/mol, que indica que ambas tienen actividad de unión; 7,0kJ/mol<energía de unión<-4,0kJ/mol, que indica una buena actividad de unión; La energía de unión<-7,0 kJ/mol indica una fuerte actividad de unión. Según los resultados del acoplamiento, las energías de unión del ácido betulínico a varias dianas proteicas como CASP3, MAPK1, MAPK8 y NFKB1 son inferiores a -7,0 kJ/mol, lo que indica una fuerte capacidad de unión. El ácido betulínico forma interacciones hidrofóbicas con los residuos TYR204 (C), LEU168 (C) y PHE256 (C) del sitio activo de CASP3, y forma un enlace de hidrógeno con el residuo LEU110 (A) del sitio activo de MAPK8. También forma interacciones hidrofóbicas con MET111 (A), ASN114 (A), VAL158 (A), y los residuos del sitio activo de NFKB1 PHE310 (A) y LYS275 (P). Tiene buena capacidad de unión y forma interacciones hidrofóbicas con residuos del sitio activo como ILE523 (A), GLU529 (A), LYS519 (A), etc. El 21,24-ciclopentadieno lanostano-3B, 21,25-trihidroxi-8-eno forma dos enlaces de hidrógeno con el residuo del sitio activo de MAPK1 MET108 (A), formando interacciones hidrofóbicas con ALA52 (A), VAL39 (A), TYR36 (A), y otros. El análisis de los modelos de unión entre los componentes clave y varias proteínas revela que cada componente activo clave entra en los sitios activos de cada cristal de proteína y forma enlaces de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas con los sitios activos. Por lo tanto, se especula que los componentes triterpenoides de Botrytis cinerea pueden regular las vías relacionadas con el cáncer gástrico a través de las proteínas clave mencionadas, mejorando y tratando así el cáncer gástrico.
En resumen, este artículo predijo la compleja relación de red molecular de los ingredientes activos triterpenoides de Inonotus obliquus contra el cáncer gástrico mediante métodos de farmacología de red. Los resultados mostraron que los ingredientes activos de los compuestos triterpenoides de Inonotus obliquus contra el cáncer gástrico pueden ser: Alcohol de Inonotus obliquus, ácido betulínico, lanosterol, ácido trombótico, etc. Los principales objetivos implicados son ALB, MAPK1, NFKB1, MAPK8, CASP3, etc. Las principales vías de señalización implicadas son la vía de señalización del TNF, la vía de señalización del cáncer, la vía de señalización MAPK, la vía de señalización del receptor Toll like, etc. Finalmente, a través de la verificación de acoplamiento molecular, se encontró que 5 proteínas diana clave tienen buenos efectos de unión con 24 ingredientes activos. Este artículo aporta ideas y métodos para el estudio de los mecanismos de acción relacionados, y proporciona una base para una mayor exploración del mecanismo anti-cáncer gástrico de los triterpenoides de Inonotus obliquus.