UPLC-QE-Orbitrap-MS/MS combinée à la pharmacologie de réseau et à la vérification expérimentale pour explorer le mécanisme du ginseng américain dans le traitement de l'athérosclérose
L'athérosclérose (AS) est la principale cause des maladies vasculaires. Ses lésions se caractérisent par un dépôt partiel de lipides dans les artères, accompagné d'une prolifération de cellules musculaires lisses et d'une matrice fibreuse, et se transforment progressivement en plaques d'athérome. Les manifestations cliniques de la SA comprennent les cardiopathies ischémiques, les accidents vasculaires cérébraux ischémiques et les maladies vasculaires périphériques. La pathogenèse de la SA est très complexe, avec de multiples voies de signalisation. Des études expérimentales et cliniques ont montré qu'elle pouvait être liée à l'inflammation, au stress oxydatif, à l'immunité innée et adaptative, à l'infection et à d'autres facteurs. À l'heure actuelle, la tendance est à la "théorie de l'inflammation de la réponse à la blessure", qui est de nature similaire à l'inflammation, mais il n'y a pas encore de consensus.

Panax Quinquefolii Radix est une racine séchée du genre Panax de la famille des Araliaceae, riche en ginsénosides. La recherche a montré que les différents ginsénosides ont des activités pharmacologiques telles que l'anti-inflammation, la régulation immunitaire et la protection du système cardiovasculaire. La méthode traditionnelle de séchage du ginseng américain est le séchage, mais le produit fini séché présente une peau ridée, une couleur jaune brûlé, une texture dure et est difficile à trancher ou à écraser. La lyophilisation permet de déshydrater et de sécher des matériaux à basse température et sous vide. Le Panacis Quinquefolii Radix (FDPQ) préparé par lyophilisation a une peau lisse, une couleur brillante, une texture souple, une bonne capacité de réhydratation, une consommation facile, une déshydratation complète et une facilité de stockage et de transport. En outre, la teneur totale en ginsénosides Rg1, Re et Rb1 dans le FDPQ était significativement plus élevée que dans le ginseng américain séché. Dans l'ensemble, le FDPQ présente des avantages par rapport au ginseng américain séché en termes d'apparence et de composition interne, et offre de vastes perspectives de marché.
Les recherches précédentes du groupe de recherche ont montré que le FDPQ peut améliorer les lésions dues au stress oxydatif chez les souris athérosclérotiques, réduire la plaque d'athérome et le dépôt de lipides dans la voûte aortique, mais le mécanisme n'est pas encore clair. La pharmacologie des réseaux peut révéler les effets régulateurs des médicaments sur l'organisme à un niveau systémique, fournissant de nouvelles idées pour étudier les interrelations entre les composants de la médecine traditionnelle chinoise et les maladies. Cet article vise à utiliser la technologie UPLC-QE Orbitrap MS/MS combinée à la pharmacologie de réseau et aux méthodes d'ancrage moléculaire pour explorer les substances pharmacologiques, les cibles et le potentiel de la FDPQ dans le traitement de la SA.

 

À l'heure actuelle, le nombre de personnes qui meurent chaque année de maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires ischémiques est le premier au monde, et l'infarctus du myocarde et l'infarctus cérébral causés par la SA sont les maladies vasculaires les plus meurtrières. Les recherches antérieures du groupe de recherche ont montré que le FDPQ peut avoir un effet d'intervention ou de traitement de l'athérosclérose. Par rapport au ginseng américain séché traditionnel, le FDPQ a augmenté la teneur de certains composants de saponine, mais on ne sait toujours pas si les types de composants de saponine ont changé en raison des différentes méthodes et mécanismes de séchage. En même temps, les sources d'information sur les ingrédients actifs dans les bases de données de la médecine traditionnelle chinoise sont uniques et même dépassées, ce qui ne permet pas de refléter pleinement et en temps voulu les ingrédients contenus dans le FDPQ. Par conséquent, cet article a d'abord identifié les composants de saponine dans le FDPQ par UPLC-QE Orbitrap MS/MS, puis a exploré ses substances thérapeutiques et ses mécanismes de traitement de la SA par le biais de la pharmacologie de réseau combinée à l'amarrage moléculaire, complétée par des expériences cellulaires pour une vérification préliminaire.
L'analyse UPLC-Q Exactive Orbitrap MS/MS a permis d'identifier 28 types de ginsénosides, y compris les types de protopanaxadiol tels que Rb1, Rc et Rd, les types de protopanaxatriol tels que Re, Rh1 et Rg4, et le ginsénoside anthropomorphe F11 de type Oktyrone. L'analyse de la base de données a permis d'obtenir 117 cibles candidates pour le traitement de la SA par la FDPQ, dont 21 cibles principales telles que STAT3, EGFR, MAPK1, AKT1, PIK3CA, VEGFA, etc. Ce qui indique que le traitement de la SA par FDPQ présente les caractéristiques d'un traitement multi-composants et multi-cibles. L'analyse du réseau de voies pathologiques cibles des ingrédients du médicament montre qu'il existe de nombreuses cibles associées à des composants tels que le ginsénoside Rk3, le ginsénoside Rh4, le ginsénoside Rg4, le ginsénoside anthropomorphe F11 et le 20 (R/S) - ginsénoside Rh1, qui peuvent être des composants importants pour le traitement de la SA par le FDPQ. Des études existantes ont montré que le ginsénoside Rk3 a des effets antioxydants, antiapoptotiques et anti-inflammatoires, réduisant de manière significative l'expression de facteurs inflammatoires tels que NF - κ B, TNF - α, IL-6 et IL-1 β, abaissant de manière significative les niveaux sériques d'AST et d'ALT, et réduisant l'occurrence du stress oxydatif. Le ginsénoside Rg4 peut éliminer de manière significative les ROS et inhiber l'activation de la protéine kinase activée par les mitogènes p38 (MAPK) induite par les ROS, ce qui contribue à maintenir l'intégrité des cellules endothéliales. Le ginsénoside RF11 de Personification est un composant unique du ginseng américain. Des études ont montré qu'il peut exercer des effets neuroprotecteurs sur les accidents vasculaires cérébraux en réduisant les défauts d'autophagie/lysosome et en inhibant la surcharge calcique. Il peut également améliorer la fonction neurologique à long terme après un accident vasculaire cérébral en activant la voie BDNF/TrkB, promouvoir la neurogenèse après un accident vasculaire cérébral et avoir un grand potentiel dans la rééducation chronique de l'accident vasculaire cérébral ischémique. Les résultats de l'enrichissement de GO et KEGG suggèrent que le mécanisme du FDPQ dans le traitement de la SA est principalement lié à la voie de signalisation PI3K Akt, à la résistance endocrinienne, aux voies liées aux lipides et à l'athérosclérose, à la voie de signalisation MAPK, à la voie de signalisation VEGF, etc. Les résultats de l'ancrage moléculaire indiquent que le principe actif a une bonne activité de liaison avec les cibles potentielles, et les résultats de l'analyse de la pharmacologie de réseau ont un certain degré de fiabilité.
De plus en plus de recherches confirment que la SA est une maladie inflammatoire chronique qui commence par une lésion endothéliale, et que l'inflammation associée est médiée par des cytokines pro-inflammatoires, des voies de signalisation inflammatoires, des lipides bioactifs et des molécules d'adhésion. Des études récentes ont confirmé que la voie de signalisation PI3K/Akt joue un rôle important dans les réponses inflammatoires. PI3K est un type de protéine kinase qui catalyse spécifiquement les substances lipidiques phosphatidylinositol, tandis qu'Akt est une protéine kinase sérine/thréonine, également connue sous le nom de protéine kinase B. PI3K catalyse spécifiquement la production de PIP3 par PI, qui peut activer pleinement Akt et déclencher une réaction en cascade dans la voie de signalisation PI3K/Akt, comme la régulation de la libération de facteurs inflammatoires tels que NF κ B, TNF - α, IL-6 et IL-1 β. La régulation de ces voies de signalisation peut avoir pour effet d'inhiber les réponses inflammatoires, d'améliorer les dommages causés par le stress oxydatif et de réduire les dépôts de lipides et les lésions endothéliales. L'activation de la voie NF - κ B joue un rôle important dans la réponse inflammatoire. La protéine kinase MAPK est une substance importante qui transduit les signaux et déclenche les réponses cellulaires. Après l'activation de la sous-famille MAPK p38MAPK kinase sensible au stress, NF - κ B peut être activée par phosphorylation ou par des cytokines pro-inflammatoires (telles que le TNF α). NF - κ B active également p38MAPK en sens inverse par le biais des cytokines pro-inflammatoires qu'il produit. L'effet bidirectionnel entre les deux accélère le développement de l'athérosclérose. Le facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF) est sécrété par diverses cellules et se lie au récepteur homologue de la tyrosine kinase VEGF (VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3) dans les cellules endothéliales, produisant divers effets en aval, favorisant la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et la croissance des cellules endothéliales vasculaires, promouvant ainsi la récupération fonctionnelle des tissus cardiaques ou cérébraux après une ischémie-reperfusion. Le VEGF Akt est une voie de signalisation classique qui favorise la prolifération des cellules endothéliales, inhibe l'apoptose cellulaire et favorise l'angiogenèse. La recherche a montré que le VEGF inhibe l'apoptose cellulaire par le biais de la cascade de signalisation PI3KAkt en aval via la voie BAD, et favorise la prolifération des cellules endothéliales et l'angiogenèse par le biais de mTORC2 et FOXO1. Dans cette étude, le mécanisme possible examiné a été vérifié par des expériences cellulaires in vitro. Les résultats ont montré que la FDPQ pouvait augmenter le potentiel de membrane mitochondriale des cellules PC12 induites par H2O2, augmenter les activités des enzymes antioxydantes telles que la SOD et la CAT, réduire le niveau de MDA dans les cellules et augmenter l'expression de PI3K/Akt, ce qui suggère que la FDPQ peut être liée à l'amélioration des dommages oxydatifs, à l'inhibition de l'apoptose et de l'inflammation dans le traitement de l'athérosclérose. Cette étude fournit une explication préliminaire du mécanisme d'action de la FDPQ dans le traitement de la SA à travers de multiples composants, cibles et voies, mais d'autres vérifications expérimentales sont encore nécessaires. Cependant, une autre limite de cette étude est qu'elle n'a pas inclus les composés moléculaires de grande taille tels que les polysaccharides et les protéines, et d'autres recherches sont nécessaires.