Exploration du mécanisme de Huangbai dans le traitement de la goutte sur la base de la pharmacologie de réseau, de l'ancrage moléculaire et de la vérification expérimentale
La goutte est une arthrite aiguë et chronique causée par le dépôt d'urate monosodique (MSU) dans les os et les articulations, qui est directement liée à l'hyperuricémie (HUA) causée par des troubles du métabolisme des purines et/ou une réduction de l'excrétion de l'acide urique. La principale manifestation est l'hyperuricémie, accompagnée de crises d'arthrite aiguë, de la formation de tophi goutteux, de déformations articulaires, de lésions rénales et d'autres organes. Aux stades avancés de la maladie, l'hypertension, l'hyperlipidémie, le syndrome métabolique et d'autres maladies peuvent également se manifester. La prévalence de la goutte chez les adultes en Asie, en Europe et en Amérique du Nord varie de 0,68% à 3,90%, tandis qu'en Chine elle varie de 0,86% à 2,20%, montrant une tendance à l'augmentation d'année en année et une tendance vers les groupes d'âge plus jeunes. La recherche suggère que l'activation par le cristal MSU de la voie de signalisation de l'inflammasome des macrophages NOD like receptor heat protein domain associated protein 3 (NLRP3) libérant l'activité de l'interleukine-1 β (IL-1 β) est le mécanisme pathogène central de l'arthrite goutteuse ; Les médicaments couramment utilisés dans la pratique clinique pour prévenir et traiter la goutte comprennent les anti-inflammatoires non stéroïdiens, la colchicine, les glucocorticoïdes, etc. Toutefois, leur utilisation est limitée par divers effets indésirables et contre-indications cliniques. Cependant, leur utilisation est limitée par diverses réactions indésirables et contre-indications cliniques. Il est donc très important de rechercher de nouveaux médicaments anti-inflammatoires et anti-goutteux.

Le Phellodendron Chinensis Cortex (PCC) est l'écorce séchée du Phellodendron chinense Schneid, une plante de la famille des Rutacées. Il est communément appelé "Chuan Huangbai" et a pour effet d'éliminer la chaleur et l'humidité, de purger le feu et d'éliminer la vapeur, de désintoxiquer et de traiter les plaies. Des études pharmacologiques modernes ont montré que le Phellodendron Chinensis et sa formule à base de plantes ont des effets anti-inflammatoires, analgésiques, abaissant l'acide urique et anti-goutteux, mais la base de sa substance anti-goutteuse et son mécanisme spécifique ne sont toujours pas clairs. Cette étude a utilisé des méthodes de pharmacologie de réseau pour prédire les ingrédients actifs et les cibles principales du Huangbai contre la goutte, puis a construit des réseaux d'interaction protéine-protéine (PPI) à l'aide de méthodes bioinformatiques pour analyser le mécanisme pharmacologique du Huangbai. Parallèlement, la technologie d'ancrage moléculaire est utilisée pour vérifier la liaison des ingrédients actifs aux protéines cibles potentielles, et l'effet anti-goutte des principaux composants chimiques est vérifié sur la base d'expériences in vitro, révélant ainsi la base matérielle et le mécanisme possibles de l'effet anti-goutte de Huangbai. Cette étude enrichira la recherche pharmacologique sur l'authentique plante médicinale du Sichuan, le Huangbai, en fournissant une base théorique pour la prévention et le traitement de la goutte et de ses complications en utilisant le Huangbai comme composant des formules de médecine traditionnelle chinoise. En même temps, elle jettera des bases solides pour le développement de nouveaux médicaments chinois innovants basés sur le Huangbai et ses ingrédients actifs.

 

Le diagramme de réseau des ingrédients actifs de la médecine traditionnelle chinoise cibles clés dans cette étude montre que les ingrédients actifs quercétine, rutaecarpine, β - sitostérol, stigmastérol et déhydrotanshinone IIA dans le Phellodendron amurense ont des valeurs relativement élevées dans le réseau, ce qui indique qu'ils peuvent être la substance pharmacologique de base du Phellodendron amurense pour les effets antigoutteux. La quercétine peut inhiber les dommages inflammatoires en augmentant l'expression de SIRT1 et en supprimant l'activation de l'inflammasome NLRP3. Elle peut également être utilisée comme inhibiteur de la XO et peut être développée comme un nouveau médicament ayant des effets anti-goutteux. Les alcaloïdes du Wu Zhuyu peuvent inhiber l'inflammation et le stress oxydatif en supprimant la voie de signalisation JNK/p38MAPK ; l'inhibition simultanée de la caspase-12 et des voies NF - κ B améliore l'apoptose des macrophages péritonéaux et la réponse inflammatoire chez les souris septiques. Le β-sitostérol est un stérol végétal naturel et un antioxydant dont on a constaté qu'il réduisait la libération de médiateurs inflammatoires tels que l'IL-1 β et le facteur de nécrose tumorale α (TNF-α) induite par le LPS. Le sitostérol et le β-sitostérol appartiennent tous deux à la classe des stérols végétaux et peuvent réduire de manière significative l'expression des gènes COX-2 et iNOS induite par le LPS, ce qui suggère que ces composés peuvent exercer des effets anti-inflammatoires en inhibant l'expression des gènes et la libération des facteurs inflammatoires. Les effets anti-inflammatoires et anti-goutteux de la déhydrotanshinone IIA, métabolite actif de la tanshinone IIA, n'ont pas été rapportés jusqu'à présent. Toutefois, d'après les recherches de Zhou et al., la tanshinone IIA peut inhiber l'inflammation induite par le LPS et l'apoptose des chondrocytes, et a des effets thérapeutiques significatifs dans la réduction de la réponse inflammatoire de l'arthrite et la protection des chondrocytes articulaires. Elle peut également réduire la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) mitochondriales dans les macrophages stimulés par le LPS, inhiber l'activation de l'inflammasome NLRP3 et atténuer l'inflammation de la goutte.

L'analyse du réseau PPI et l'analyse d'enrichissement des voies KEGG ont montré que les cibles clés du Huangbai dans le traitement de la goutte comprennent AKT1, TNF, IL-6, etc., impliquant principalement PI3K Akt, MAPK et d'autres voies de signalisation. Parmi elles, PI3K/Akt, la voie de signalisation la plus enrichie, joue un rôle important dans la régulation de la prolifération cellulaire, de l'apoptose, de la réponse inflammatoire et de l'autophagie. Des niveaux élevés d'acide urique peuvent activer la voie de signalisation AKT-PRAS40, activer mTOR, inhibant ainsi l'autophagie, augmentant l'expression du facteur inflammatoire IL-1 β et perturbant l'antagoniste du récepteur IL-1 (IL-Ra), exacerbant ainsi la réponse inflammatoire. Par conséquent, AKT1 pourrait être une cible importante pour le traitement de la goutte. Des recherches ont montré que l'inhibition de l'autophagie est étroitement liée à l'activation de l'inflammasome et à l'augmentation de la transcription de l'IL-1 β. Le niveau d'enrichissement de la voie de signalisation MAPK est le deuxième après la voie de signalisation PI3K/Akt, qui est étroitement liée à divers processus pro-inflammatoires. Il a été confirmé que l'acide urique soluble peut activer les MAPK p38 et les kinases régulées par le signal extracellulaire (ERK), activer les facteurs de transcription NF - κ B et AP1, et augmenter la transcription des cytokines inflammatoires IL-1 β, IL-6, etc. En outre, les MAPK, en tant que voies de signalisation en aval du TNF, peuvent intervenir dans la cascade des réactions inflammatoires et exacerber la goutte. En résumé, nous supposons que Huangbai peut activer la voie PI3K/Akt pour initier l'autophagie et réguler de multiples voies de signalisation telles que les MAPK pour exercer des effets anti-goutteux (voir Figure 9).

Cette étude a utilisé la technologie d'amarrage moléculaire pour vérifier la capacité de liaison des principes actifs du Phellodendron amurense prédits par la pharmacologie de réseau aux cibles clés AKT1, TNF, IL-6, PPARG et PTGS2. Il a été constaté que l'énergie de liaison la plus faible entre les ingrédients actifs et les cibles clés se situait entre -9,60 et -6,10 kcal/mol, principalement par le biais d'interactions de liaison hydrogène, ce qui indique une forte capacité de liaison. Sur la base des résultats de recherche ci-dessus, cette étude adopte un modèle d'inflammation in vitro induit par le LPS combiné au MSU. Des principes actifs représentatifs tels que la quercétine, la rutaecarpine, le β - sitostérol et des composants caractéristiques du Phellodendron amurense tels que les alcaloïdes du Phellodendron amurense et la berbérine ont été sélectionnés pour des expériences cellulaires ultérieures afin d'explorer et de cribler les principes actifs ayant de forts effets anti-inflammatoires. Les résultats ELISA ont montré que l'alcaloïde de Wu Zhuyu avait un effet inhibiteur significatif sur la libération des facteurs inflammatoires IL-1 β et IL-6 induits par le MSU à des concentrations plus faibles, et son effet anti-goutte in vitro était meilleur que celui des marqueurs de qualité de Huangbai - berbérine et alcaloïde de Huangbai. Les études ci-dessus indiquent que les principes actifs prédits par la pharmacologie de réseau peuvent être des principes actifs anti-goutteux potentiels, qui peuvent être utilisés comme nouveaux médicaments ou précurseurs de médicaments pour la recherche ultérieure sur la médecine traditionnelle chinoise anti-goutte.

En résumé, cette étude a exploré la base matérielle et le mécanisme de Huangbai dans le traitement de la goutte en utilisant la pharmacologie de réseau, les méthodes d'ancrage moléculaire et la vérification expérimentale in vitro. Bien que la pharmacologie des réseaux ait permis une prédiction efficace des médicaments traditionnels chinois "multi-composants, multi-cibles et multi-voies" (composés) par le biais d'applications interdisciplinaires et d'une analyse globale du réseau biologique, divers problèmes doivent encore être résolus, tels que l'inégalité des informations dans diverses bases de données, l'accès limité aux informations sur les cibles des ingrédients et l'incertitude des mécanismes d'interaction in vivo de plusieurs médicaments traditionnels chinois. L'équipe de recherche de suivi mènera d'autres recherches sur les substances actives et les mécanismes anti-goutte, y compris les cibles, les voies de signalisation et les expériences in vivo des ingrédients actifs, afin de fournir une base théorique pour l'application clinique de Huangbai dans la prévention et le traitement de la goutte, et de jeter des bases solides pour le développement de nouveaux médicaments innovants de la médecine traditionnelle chinoise basés sur Huangbai et ses ingrédients actifs.