Estudio del efecto terapéutico del hidroxibenzaldehído en la enfermedad de Crohn inducida por TNBS en ratones basado en la vía de señalización PPAR γ/AMPK/NF - κ B
La enfermedad de Crohn (EC) es una enfermedad gastrointestinal crónica recurrente y una de las principales enfermedades de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Su aparición suele caracterizarse por síntomas comunes como diarrea, dolor abdominal, sangrado rectal, fiebre, pérdida de peso y fatiga. En la EC, la inflamación se extiende desde la mucosa hasta la serosa a través de la pared intestinal, y esta enfermedad sigue recidivando y remitiendo. Con múltiples recaídas, la EC puede progresar de una inflamación leve a moderada a enfermedades penetrantes (formación de fístulas) o estenóticas graves, y los casos más graves pueden derivar en cáncer, lo que afecta gravemente a la calidad de vida del paciente. Además, los pacientes con EC también presentan muchas inflamaciones extraintestinales, como reacciones inflamatorias en los ojos, el hígado, la piel y las articulaciones, lo que refleja la naturaleza sistémica de esta enfermedad. El tratamiento de la EC incluye terapia de primera línea y otros tratamientos, entre los que la terapia de primera línea incluye esteroides y anti-factor de necrosis tumoral alfa (TNF - α), que pueden aliviar rápidamente los síntomas. Otros tratamientos pueden incluir anticuerpos monoclonales dirigidos contra la IL-12/23 o la integrina α 4 β 7, inmunomoduladores, terapias combinadas o cirugía. Sin embargo, el mecanismo unificado de estos fármacos es la inmunosupresión, y su uso a largo plazo puede aumentar el riesgo de infección en los pacientes. Además, se acompaña de otros efectos secundarios graves, como supresión de la médula ósea, osteoporosis y daño hepático. Por lo tanto, urge desarrollar fármacos alternativos a partir de recursos naturales y alimentos funcionales para tratar la EC.

Nostoc commune es un organismo de algas verdeazuladas que se utiliza a menudo para la prevención y el tratamiento de enfermedades debido a su amplia y rica nutrición. En los últimos años, se ha demostrado la eficacia de su extracto en el tratamiento de enfermedades intestinales. En nuestra investigación preliminar, descubrimos que el principal ingrediente activo del hongo del trueno, el p-hidroxibenzaldehído (HD), puede mejorar los síntomas de la colitis ulcerosa (CU) al inhibir la respuesta inflamatoria intestinal. Basándonos en las muchas similitudes entre la CU y la EC, especulamos que el HD puede tener efectos anti-CD. Para verificar esta hipótesis, indujimos un modelo de EC en ratón y un modelo de inflamación celular Caco-2 inducida por TNF - α utilizando ácido 2,4,6-trinitrobencenosulfónico (TNBS) para investigar el efecto protector y el mecanismo de la EH sobre la EC, proporcionando pruebas científicas de los alimentos ricos en EH como terapia alternativa suplementaria para la prevención y el tratamiento de la EII.

 

La EC es una enfermedad inflamatoria crónica idiopática de etiología desconocida, con tendencia a la recurrencia y que afecta a todo el tubo digestivo, desde la boca hasta el ano. La tasa de incidencia es la más alta en Europa y Norteamérica, pero la de la población asiática ha aumentado mucho en los últimos años. La investigación ha descubierto que la patogénesis de la EC está estrechamente relacionada con la inflamación intestinal causada por la desregulación de la respuesta inmunitaria de la mucosa intestinal. Múltiples estudios han demostrado que la mejora de la respuesta inflamatoria intestinal puede aliviar significativamente la EC. Por ejemplo, la talidomida mejora la EC en ratones restaurando el desequilibrio de las células TH17/Treg y alterando el balance de citoquinas proinflamatorias y antiinflamatorias para aliviar la inflamación. El extracto de polifenoles de Maki inhibe la inflamación intestinal y mejora la EC en ratones al regular a la baja la expresión de COX-2 e iNOS. Lo anterior indica que la inhibición de la respuesta inflamatoria intestinal es un medio importante para tratar la EC. Consecuentemente, encontramos que la EH puede mejorar la EC inducida por TNBS mediante la inhibición de la respuesta inflamatoria.

La inflamación es la principal causa de la EII, que provoca daños en el tejido intestinal. Como biomarcadores inflamatorios importantes, las citocinas relacionadas incluyen TNF - α, IL-1 β, IL-6, e IL-17, que desempeñan papeles importantes en la respuesta inflamatoria. La inhibición de su sobreexpresión puede mejorar la respuesta inflamatoria intestinal de la EC. Por ejemplo, LB puede inhibir la sobreexpresión de IL-6, IL-1 β, y TNF - α en el intestino de ratones inducida por TNBS y mejorar la enfermedad de Crohn. El butirato sódico inhibe la inflamación y mantiene la integridad de la barrera epitelial en el modelo de ratón de enfermedad inflamatoria intestinal inducida por TNBS. Todos los estudios anteriores indican que la inhibición de la producción de citocinas proinflamatorias tiene un efecto terapéutico en la EC. En este estudio, la TNBS indujo una inflamación intestinal grave en ratones. Sin embargo, el tratamiento con HD redujo la infiltración de células de colitis y disminuyó significativamente los niveles de citoquinas inflamatorias tanto a nivel animal como celular, lo que indica que la HD puede inhibir la respuesta inflamatoria y mejorar la EC en ratones.

NF - κ B es una importante vía de señalización para la transcripción de citocinas inflamatorias en la EII, responsable de regular la transcripción de citocinas proinflamatorias (TNF - α e IL-6). Como miembro de la familia NF - κ B, una vez activado, p65 puede translocarse al núcleo para aumentar la expresión transcripcional de las citocinas proinflamatorias. La investigación ha descubierto que la inhibición de la vía de señalización NF - κ B puede aliviar la inflamación en el modelo TNBS. En este estudio, la inducción de TNBS aumentó la expresión de la proteína fosforilada NF - κ B p65 en el colon de ratones CD, mientras que la intervención con HD condujo a una disminución de la expresión de la proteína fosforilada NF - κ B p65. Además, la EH también puede inhibir la regulación al alza de la expresión de la proteína de fosforilación NF - κ B p65 inducida por TNF - α en células Caco-2. La EH mejora la respuesta inflamatoria colónica mediante la inhibición de la vía de señalización NF - κ B.

La AMPK es una serina/treonina quinasa que desempeña funciones importantes en el metabolismo de la glucosa y los lípidos, el crecimiento celular y la apoptosis, la autofagia y la inflamación. Las investigaciones han descubierto que la AMPK consigue efectos antiinflamatorios inhibiendo la activación de NF - κ B. Xu et al. descubrieron que la activación de la AMPK puede inhibir la vía NF - κ B, suprimiendo así las respuestas inflamatorias durante los procesos de hipoxia y reoxigenación. Hu et al. descubrieron que el uso del compuesto C (inhibidor de AMPK) puede evitar que el salidroside inhiba la vía de señalización NF - κ B y mejore la inflamación endotelial y el estrés oxidativo inducidos por AGE. Del mismo modo, este estudio encontró que HD tiene un efecto dependiente de la dosis en la promoción de la fosforilación de AMPK. Lo anterior indica que la EH mejora la respuesta inflamatoria inducida por TNBS mediante la activación de AMPK para inhibir la vía NF - κ B.

PPAR γ es un factor de transcripción que desempeña un papel importante en los procesos antiinflamatorios, antioxidantes y de depuración mediada por células fagocíticas, y está altamente expresado en el epitelio colónico. Muchos estudios han demostrado que PPAR γ es un activador de AMPK, y que el efecto antiinflamatorio de PPAR γ se consigue activando AMPK. Por ejemplo, los agonistas de PPAR γ (fármacos de tiazolidinediona) pueden activar AMPK a través de la fosforilación de AMPK α para inhibir la inflamación patológica intestinal. GW9662, T0070907, y PPAR γ siRNA pueden prevenir la activación de AMPK por el ácido hidroxiasático para restaurar el equilibrio Th17/Treg y mejorar la colitis. Este estudio descubrió que la EH tiene un efecto agonista de PPAR γ, lo que indica que la EH inhibe la respuesta inflamatoria de la EC mediante la activación de PPAR γ.

En resumen, la EH puede ralentizar eficazmente la respuesta inflamatoria de la EC inducida por TNBS en ratones, y su mecanismo puede estar relacionado con la respuesta inflamatoria mediada por la vía de señalización PPAR γ/AMPK/NF - κ B. Nuestra investigación muestra que la suplementación de T. gondii en la vida diaria no sólo puede prevenir y curar la CU, sino que también tiene un cierto efecto preventivo y terapéutico sobre la EC. En el contexto de la creciente tasa de incidencia de la EII año tras año y las limitaciones de los fármacos terapéuticos actuales, nuestra investigación proporciona una base científica para los alimentos ricos en EH como tratamiento alternativo complementario para la prevención y el tratamiento de la EII.