Reverse tracking et isolation des composants antituberculeux du Guijianyu et de la cannelle
La tuberculose est une maladie infectieuse chronique causée par Mycobacterium tuberculosis (Mtb). La tuberculose causée par des souches sensibles aux médicaments peut être traitée avec des médicaments de première ligne tels que la rifampicine, l'isoniazide, l'éthambutol et le pyrazinamide, mais l'émergence de la tuberculose multirésistante (MDR-TB) et de la tuberculose ultrarésistante (XDR-TB) a rendu le traitement de la tuberculose plus difficile. En raison de l'effet protecteur limité de la vaccination BCG, le développement de médicaments antituberculeux dotés de nouveaux mécanismes est le principal moyen de contrôler la prévalence de la tuberculose.

Les produits naturels constituent l'une des sources les plus importantes de nouvelles molécules médicamenteuses candidates. Au cours du siècle dernier, un grand nombre de molécules médicamenteuses candidates ont été découvertes à partir de produits naturels. Les chercheurs en chimie végétale ont mené des recherches approfondies sur la composition chimique des plantes médicinales et ont créé de nombreuses bases de données sur la composition chimique des produits naturels ou des plantes. Par exemple, la base de données des produits naturels chinois (CNPD) recueille des informations complètes sur la composition chimique des plantes médicinales chinoises, comprenant plus de 10000 composants chimiques et impliquant plus de 4500 types de plantes médicinales chinoises.

Ces dernières années, nous avons effectué un dépistage en aveugle de plus de 200 extraits de plantes chinoises contre Mycobacterium tuberculosis et avons constaté que les valeurs de concentration minimale inhibitrice (CMI) de plus de 80 extraits de plantes chinoises contre Mycobacterium tuberculosis in vitro sont inférieures à 2mg/mL. La composition des plantes médicinales chinoises est complexe et l'élucidation de leurs ingrédients actifs nécessite souvent des travaux répétés de séparation des ingrédients et de vérification de l'activité. Afin de découvrir rapidement des molécules actives contre la tuberculose à partir de ces médicaments naturels, nous avons proposé l'idée d'une "séparation par suivi inverse" basée sur la base de données des ingrédients des produits naturels. Dans cette expérience, le Guijianyu et la cannelle ont été sélectionnés comme objets de recherche, et la méthode de séparation par suivi inverse a été utilisée pour effectuer le travail de recherche : (1) utilisation de bases de données telles que la base de données chinoise sur la composition chimique des produits naturels pour rechercher les composants chimiques du Guijianyu et de la cannelle ; (2) par le biais d'une analyse documentaire, il a été constaté que l'acide malique dans le Guijianyu et le cinnamaldéhyde dans la cannelle ont une activité antituberculeuse. Par conséquent, en utilisant l'acide malique et le cinnamaldéhyde comme molécules directrices, les extraits de Guijianyu et de cannelle ont été progressivement divisés en parties contenant des molécules directrices et en parties ou composants sans molécules directrices ; (3) Les tests antituberculeux in vitro ont révélé des différences significatives dans l'activité des différentes parties ou composants de l'extrait de Guijianyu. Les composants à forte teneur en acide malique présentaient une activité plus forte, tandis que ceux à faible teneur présentaient une activité plus faible. On peut donc conclure que l'acide malique est la molécule active du Guijianyu contre la tuberculose. Prouver par la même méthode que le cinnamaldéhyde est une molécule active de la cannelle contre Mycobacterium tuberculosis ; (4) En utilisant le principe de combinaison, des modifications structurelles ont été effectuées sur l'acide malique et le cinnamaldéhyde afin d'obtenir des dérivés plus actifs.

Cet article démontre les avantages de la méthode de séparation par suivi inverse pour confirmer les principes actifs des plantes médicinales chinoises et fournit une base scientifique pour l'application clinique de ces deux plantes, apportant de nouvelles idées pour la découverte de molécules de bactéries antituberculeuses à partir de plantes médicinales chinoises.

D'après la littérature, l'acide malique du Guijianyu et le cinnamaldéhyde de la cannelle ont une activité antituberculeuse. S'agit-il donc des molécules ayant la plus forte activité antituberculeuse dans ces deux plantes médicinales, respectivement ? Cette question nous préoccupe beaucoup. Dans cette expérience, nous avons proposé une approche de séparation par suivi inverse, en utilisant l'acide malique comme molécule de guidage pour suivre et isoler les composants antituberculeux du Guijianyu, et le cinnamaldéhyde comme molécule de guidage pour suivre et isoler les composants antituberculeux de la cannelle. Les résultats ont montré qu'il n'y avait pas de composant plus puissant que l'acide malique dans les composants antituberculeux du Guijianyu, et que le cinnamaldéhyde était la molécule la plus active contre la tuberculose dans la cannelle. On peut constater que la méthode de séparation par traçage inverse présente l'avantage d'économiser du temps, de la main-d'œuvre et des fonds dans l'exploration des principes actifs des plantes médicinales chinoises, en particulier des principes actifs antibactériens. Bien entendu, cette méthode s'appuie sur une puissante base de données d'ingrédients de produits naturels.

Les dérivés obtenus par modification structurelle de composés tels que l'acide malique et le cinnamaldéhyde ont une activité antituberculeuse plus forte. Le composé 1 a une valeur MIC de 1 μ g/mL, ce qui est sûr et non toxique pour les cellules de mammifères. Il peut être utilisé comme composé principal pour une optimisation structurelle plus poussée des bactéries antituberculeuses.

Afin d'explorer le mécanisme d'action possible du composé 1, une méthode de criblage en aveugle a été utilisée pour amarrer le composé 1 à 20 protéines de Mycobacterium tuberculosis, indiquant que le composé 1 a une forte affinité pour la β - cétoacyl ACP synthase III (FabH) de Mycobacterium tuberculosis. Par conséquent, l'effet du composé 1 sur l'expression du gène FabH chez Mycobacterium tuberculosis a été déterminé. À des concentrations subinhibitrices et inhibitrices, le gène structurel de la β - cétoacyl ACP synthase III chez Mycobacterium tuberculosis a pu être bloqué par le composé 1, ce qui a entraîné une régulation à la baisse de l'expression. La β - cétoacyl ACP synthase III est une enzyme clé dans la synthèse des acides gras à longue chaîne dans la paroi cellulaire de Mycobacterium tuberculosis. Une fois inhibée, elle provoque des changements dans la morphologie de Mycobacterium tuberculosis, ce qui endommage la structure de la paroi cellulaire et provoque le gonflement et la désintégration de la bactérie. Les images microscopiques montrent qu'après une intervention avec le composé 1, la morphologie des bactéries de la tuberculose subit des changements significatifs, ce qui indique que le composé 1 endommage la paroi cellulaire des bactéries de la tuberculose. L'impact de la destruction de la paroi cellulaire sur la vitalité de Mycobacterium tuberculosis est létal. En mesurant la courbe bactéricide, nous avons constaté que le composé 1 (4 μ g/mL) tuait tous les Mycobacterium tuberculosis dans le système de culture en 72 heures. Par conséquent, nous supposons que le mécanisme antituberculeux du composé 1 est lié à l'intervention de la β - cétoacyl ACP synthase III. Comme cette expérience n'a pas fourni de preuves concluantes de la liaison du composé 1 à la cible, le mécanisme d'action du composé 1 doit encore faire l'objet d'une étude plus approfondie.

Le livre ancien de la dynastie des Han de l'Est, "The Emergency Prescription for Back up the Elbow", a proposé pour la première fois l'utilisation de la plume de flèche fantôme pour soigner l'injection fantôme et l'injection cadavérique. Dans les temps anciens, la tuberculose était appelée tuberculose, injection de fantôme, injection de cadavre, etc. Cinnamomum cassia a également été utilisé dans le traitement de la tuberculose. Ce fait vérifie que la plume de flèche fantôme et la cannelle ont une activité antituberculeuse, ce qui fournit des indices précieux pour le traitement de la tuberculose avec ces deux médicaments traditionnels chinois.