Exploration du mécanisme d'action du Guanggancao Ding dans le traitement du cancer de la prostate résistant à la castration sur la base de la pharmacologie des réseaux et de la vérification expérimentale
Le cancer de la prostate (CP) est la tumeur maligne la plus fréquente dans l'appareil reproducteur des hommes âgés. De nombreux traitements précoces de privation androgénique sont efficaces, mais la plupart d'entre eux finissent par évoluer d'un cancer de la prostate hormono-sensible vers un cancer de la prostate résistant à la castration (CPRC). Le CPRC est un cancer de la prostate hautement létal et invasif. Plus de 84% des patients atteints de CPRC développeront des métastases, avec une survie médiane de seulement 20 mois. Bien que de nouvelles chimiothérapies et de nouveaux médicaments endocriniens soient apparus ces dernières années, ces chimiothérapies ont de nombreux effets secondaires et les médicaments endocriniens ont des problèmes de résistance, ce qui réduit la durée d'action du médicament. Par conséquent, la découverte de nouveaux médicaments est très importante pour retarder le processus de résistance à la castration et traiter le CPRC.
La glabridine est un composé flavonoïde extrait de la réglisse, qui possède un large éventail d'activités biologiques telles que l'anti-inflammation, l'antioxydation, la lutte contre les tumeurs, la neuroprotection et la lutte contre l'ostéoporose. La glycyrrhizine inhiberait la prolifération des cellules tumorales et induirait l'apoptose dans le cancer du sein, le cancer du foie, le cancer gastrique et le cancer du col de l'utérus. Cependant, le mécanisme moléculaire de la glycyrrhizine sur le CPRC n'est pas entièrement compris. La pharmacologie des réseaux est une combinaison de pharmacologie, d'informatique et de réseaux d'information basée sur la biologie des systèmes, qui fournit de nouvelles idées pour la découverte et la sélection de médicaments dans les maladies complexes. Pour étudier plus avant le mécanisme d'action du Guanggancao Ding sur le CRPC, nous avons utilisé la pharmacologie de réseau, l'ancrage moléculaire et les expériences cellulaires pour explorer son mécanisme d'action, fournissant ainsi une référence pour la recherche fondamentale sur les médicaments et les applications cliniques à venir.

Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés dans le traitement du cancer de la prostate par la médecine traditionnelle chinoise, en particulier dans le cas du cancer de la prostate chronique. L'association de la médecine traditionnelle chinoise à la chirurgie ou à la chimiothérapie a pour effet de réduire la taille de la tumeur, d'abaisser le taux de PSA, de réduire la récidive et de prolonger la durée de survie. De nombreux rapports de recherche suggèrent que les ingrédients actifs de la réglisse ont un effet anti-tumoral significatif sur le CRPC. Gioti et al. ont découvert que l'extrait de réglisse (GGE) seul ou en combinaison avec la doxorubicine a des effets antiprolifératifs sur les cellules cancéreuses de la prostate indépendantes des androgènes (cellules PC-3) et peut promouvoir l'expression des gènes liés à l'autophagie tels que LC3A, ULK1 et AMBRA1. Zhang et al. ont découvert que l'isoliquiritigénine peut inhiber la prolifération des cellules cancéreuses de la prostate (PC-3 et 22RV1), induire l'apoptose, bloquer le cycle cellulaire G2/M et inhiber la croissance des xénogreffes de PC-3 grâce à des expériences in vivo sur des animaux. La réglisse présente une excellente activité anti-CRP, et la glycyrrhizine contenue dans la réglisse est l'un des nombreux flavonoïdes qui ont attiré beaucoup d'attention et qui ont une bonne activité anti-tumorale. Le mécanisme d'action de la CRPC mérite d'être exploré plus avant.
Par rapport à la pharmacologie traditionnelle, la pharmacologie des réseaux offre une nouvelle perspective pour le développement de nouveaux médicaments. Afin de mieux comprendre le mécanisme d'action de la glycyrrhizine sur le cancer de la prostate résistant à la castration, nous avons utilisé des méthodes de pharmacologie de réseau pour collecter 683 cibles de la glycyrrhizine dans des bases de données telles que TCMIO, TCMSP et PharmMapper. Nous avons obtenu 55 cibles clés de la glycyrrhizine pour le cancer de la prostate résistant à la castration en utilisant des outils de diagramme de Venn, et identifié 10 cibles principales telles que AKT1, TP53, ESR1, EGFR et ALB grâce à l'analyse du réseau d'interactions protéiques PPI. L'analyse d'enrichissement GO a montré que la glycyrrhizine régule principalement le métabolisme cellulaire et l'apoptose en régulant la phosphorylation des protéines, les réactions d'oxydation et le cycle cellulaire. L'amarrage moléculaire a également montré que la glycyrrhizine a une bonne activité d'amarrage avec 10 cibles principales. Il est prévu que la glycyrrhizine puisse avoir des effets antitumoraux en régulant l'expression de ces protéines cibles principales. Parmi ces cibles principales, la protéine AKT1 présente l'activité d'ancrage la plus élevée. AKT1 est l'un des facteurs régulateurs importants de la voie de signalisation PI3K/AKT, impliquée dans divers processus biologiques des tumeurs. Dans le cancer de la prostate, des variations génétiques et une dysrégulation de l'expression génétique des composants de la voie PI3K/AKT ont été détectées dans 42% de cancers de la prostate primaires et 100% d'échantillons de cancers de la prostate métastatiques, sur la base des profils génomiques et transcriptomiques. Les premières études ont suggéré que les sous-types AKT (AKT1, AKT2) pouvaient favoriser la transition du stade sensible aux androgènes au stade réfractaire aux hormones dans le cancer de la prostate. Sur la base de la recherche fondamentale sur le traitement des patients atteints de CPRC, des études ont rapporté que l'inhibition de l'AKT1/2 dans les modèles animaux de cancer de la prostate résistant à la castration a réduit de manière significative les métastases in vivo et in vitro. On peut constater que l'inhibition de l'expression de l'AKT1 peut améliorer le pronostic de survie des patients atteints de CPRC, et que les inhibiteurs de l'AKT1 peuvent constituer un traitement potentiel pour les patients atteints de CPRC. Notre étude suggère théoriquement que la glycyrrhizine peut être un inhibiteur de l'AKT1, mais la question de savoir si la glycyrrhizine peut devenir un inhibiteur efficace de l'AKT1 pour les patients atteints de CRPC doit encore faire l'objet d'une vérification expérimentale à l'avenir.
Les résultats de l'enrichissement des voies KEGG ont montré que la voie de signalisation PI3K/AKT et les protéoglycanes étaient impliqués dans 105 voies de signalisation connexes, notamment le cancer, le cancer de la prostate, l'activation des récepteurs de chimiokine, la résistance endocrinienne et la résistance aux inhibiteurs de la tyrosine kinase du récepteur du facteur de croissance épidermique (P<0,01). Parmi eux, le plus préoccupant est la voie de signalisation phosphatidyl-3-kinase (PI3K)/sérine thréonine protéine kinase (AKT). La voie de signalisation PI3K/AKT est impliquée dans la régulation du métabolisme cellulaire, de la croissance, de la prolifération, de la différenciation et de la synthèse des protéines. Des mutations dans la voie de signalisation PI3K/AKT ont été détectées dans de nombreuses tumeurs humaines. Les données de la recherche montrent que jusqu'à 70% à 100% des patients atteints d'un cancer de la prostate avancé présentent une dysrégulation de la voie PI3K. On a également découvert que la voie de signalisation PI3K/AKT joue un rôle important dans la progression du cancer de la prostate hormonosensible vers le cancer de la prostate résistant à la castration, et que son mécanisme d'action peut être lié à la régulation de la voie de signalisation du récepteur des androgènes (AR), ce qui peut servir de biomarqueur potentiel pour le cancer de la prostate résistant à la castration. À l'heure actuelle, les inhibiteurs liés à la voie de signalisation PI3K/AKT, tels que l'AZD5363, sont entrés dans la phase d'essai clinique et ont obtenu des effets thérapeutiques significatifs. L'étude des inhibiteurs liés à cette voie présente un intérêt significatif pour le traitement du CPRC.
Nous avons également constaté, par la méthode CCK8, que la glycyrrhizine peut inhiber de manière significative la prolifération des cellules PC-3. Des expériences de cytométrie de flux et de coloration DAPI ont montré qu'elle pouvait induire l'apoptose des cellules, et une diminution du nombre de cellules et un rétrécissement morphologique ont été observés au microscope. Pour le criblage des concentrations de médicaments antitumoraux, nous avons constaté que leur IC50 était légèrement plus élevé, ce qui est lié à la méthode d'ancrage semi-flexible utilisée pour l'ancrage moléculaire. Par rapport à l'amarrage flexible, l'énergie de liaison calculée par l'amarrage semi-flexible est plus faible. En outre, en tant qu'antioxydant naturel, la glycyrrhizine a de puissants effets antioxydants. Cependant, les antioxydants naturels à faible dose n'ont pas montré une bonne activité antitumorale dans les expériences antitumorales, tandis que les antioxydants naturels à forte dose ont des effets toxiques sur les cellules, et leur mécanisme spécifique doit être exploré plus avant. Sur la base de la voie de signalisation KEGG prédite par la pharmacologie de réseau, nous prévoyons que l'effet inhibiteur de la glycyrrhizine sur les cellules PC-3 peut être principalement lié à la voie de signalisation PI3K/AKT. D'autres expériences de Western blot ont été menées pour étudier l'effet de la glycyrrhizine sur l'expression des protéines liées à la voie de signalisation PI3K/AKT dans les cellules PC-3. Les résultats ont montré que la glycyrrhizine peut inhiber de manière significative le processus de phosphorylation des protéines AKT. Dans notre expérience, il a été observé que la glycyrrhizine peut inhiber de manière significative l'expression de la protéine AKT phosphorylée, mais l'effet inhibiteur sur l'expression de la protéine PI3K phosphorylée n'était pas celui escompté. Après avoir ajusté à plusieurs reprises la concentration et le ratio de chargement des protéines et avoir strictement standardisé l'opération, la protéine n'a toujours pas montré d'effets significatifs. On considère que la raison peut être liée au problème de qualité de la protéine p-PI3K elle-même, qui a une faible puissance. Cependant, en raison du financement limité de cette étude, nous n'avons pas remplacé les protéines par d'autres produits. Dans de futures expériences, nous analyserons d'autres protéines apparentées à cette voie pour vérifier notre hypothèse.
En résumé, cette étude a analysé et prédit le mécanisme d'action potentiel de la glycyrrhizine sur le cancer de la prostate résistant à la castration par le biais de la pharmacologie des réseaux, et l'a vérifié par le biais de l'ancrage moléculaire et d'expériences cellulaires in vitro. Les résultats ont montré que la glycyrrhizine peut inhiber la prolifération et induire l'apoptose des cellules PC-3, et que son mécanisme est lié au processus de phosphorylation de la protéine AKT. Par conséquent, nous supposons que son mécanisme anti-CRP peut principalement passer par la régulation de la phosphorylation des protéines liées à la voie de signalisation PI3K/AKT. Cette étude fournit non seulement des idées de recherche pour explorer le mécanisme moléculaire du Guanggancao Ding dans le traitement du cancer de la prostate résistant à la castration, mais aussi une méthode efficace pour le développement et l'application clinique de médicaments antitumoraux contenant des flavonoïdes dans la réglisse.