Analyse de l'effet th\u00e9rapeutique de l'\u00e9leuth\u00e9roside E, un glycoside naturel de lignane, sur l'arthrose du genou et son interaction avec les MMPs
\nL'arthrose est une maladie d\u00e9g\u00e9n\u00e9rative caract\u00e9ris\u00e9e par un m\u00e9tabolisme anormal du cartilage articulaire et une destruction de la structure osseuse de l'articulation. Dans les cas graves, elle peut entra\u00eener une perte de la fonction articulaire et est devenue une cause importante de perte de travail et d'invalidit\u00e9 chez les personnes de plus de 50 ans. L'incidence de l'arthrose du genou est la plus \u00e9lev\u00e9e parmi ces personnes. Selon l'Organisation mondiale de la sant\u00e9, il y a actuellement environ 190 millions de patients atteints d'arthrose dans le monde. Avec le vieillissement de la soci\u00e9t\u00e9, le nombre de patients atteints d'arthrose augmente d'ann\u00e9e en ann\u00e9e, ce qui repr\u00e9sente une charge \u00e9conomique et une pression mentale consid\u00e9rables pour les familles des patients. \u00c0 l'heure actuelle, le traitement de l'arthrose repose principalement sur des m\u00e9dicaments non sp\u00e9cifiques destin\u00e9s \u00e0 soulager les sympt\u00f4mes cliniques. Les analg\u00e9siques non opio\u00efdes (ac\u00e9taminoph\u00e8ne, analg\u00e9siques centraux) et les anti-inflammatoires non st\u00e9ro\u00efdiens sont pris par voie orale pour att\u00e9nuer les sympt\u00f4mes des patients atteints d'arthrite, mais ils ne peuvent pas gu\u00e9rir fondamentalement l'arthrose. Par ailleurs, ces m\u00e9dicaments ont de nombreux effets ind\u00e9sirables sur les syst\u00e8mes cardiovasculaire et gastro-intestinal, ce qui limite leur champ d'application. Il est donc urgent de mettre au point un m\u00e9dicament innovant pour le traitement de l'arthrose, dot\u00e9 d'un nouveau m\u00e9canisme d'action et d'une grande efficacit\u00e9 dans la pratique clinique. L'\u00e9leuth\u00e9roside E (EE) est un glycoside de lignane unique pr\u00e9sent dans l'Acanthopanax senticosus (Figure 1). Notre \u00e9quipe de recherche a constat\u00e9 dans des \u00e9tudes ant\u00e9rieures que l'EE avait de bons effets anti-inflammatoires, mais jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, il n'y a pas eu de rapports de recherche internationaux sur l'application de l'EE dans le traitement de l'arthrose. Par cons\u00e9quent, sur la base de travaux ant\u00e9rieurs, cette \u00e9tude a \u00e9tabli un mod\u00e8le d'arthrose du genou de lapin en utilisant la transection du ligament crois\u00e9 ant\u00e9rieur (ACLT). Pour la premi\u00e8re fois, l'EE a \u00e9t\u00e9 choisi comme m\u00e9dicament th\u00e9rapeutique et administr\u00e9 par injection intra-articulaire pour une intervention th\u00e9rapeutique. Les effets th\u00e9rapeutiques et protecteurs de l'EE sur l'arthrose exp\u00e9rimentale du genou du lapin ont \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9s au niveau de l'animal. En outre, la technologie d'ancrage mol\u00e9culaire et les m\u00e9thodes de simulation de la dynamique mol\u00e9culaire seront utilis\u00e9es pour analyser les sites d'interaction et les modes de liaison entre l'EE et les MMP, pour clarifier le mode de liaison des complexes EE et MMP et pour jeter les bases du d\u00e9veloppement d'un nouveau m\u00e9dicament th\u00e9rapeutique candidat pour l'arthrose \u00e0 partir de sources naturelles.<\/p>\n
Les composants de base du cartilage articulaire sont la matrice cartilagineuse, les chondrocytes et l'eau. La matrice cartilagineuse est principalement compos\u00e9e de prot\u00e9oglycanes et de collag\u00e8ne, et les chondrocytes sont la principale source de d\u00e9gradation de la matrice cartilagineuse et de r\u00e9actions m\u00e9taboliques. Dans des conditions physiologiques normales, un \u00e9quilibre dynamique est maintenu entre la d\u00e9gradation et la synth\u00e8se des composants du cartilage. L'apparition de l\u00e9sions d'arthrose est principalement due \u00e0 la destruction progressive de l'os, du cartilage et m\u00eame de la matrice extracellulaire (MEC) des ligaments et des tendons intra-articulaires sous l'effet de certains m\u00e9diateurs ou facteurs connexes, ce qui entra\u00eene un ramollissement local, une abrasion et des l\u00e9sions structurelles du cartilage articulaire. Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, les chercheurs ont d\u00e9couvert que les m\u00e9talloprot\u00e9inases matricielles (MMP) sont \u00e9troitement li\u00e9es aux l\u00e9sions osseuses et articulaires et \u00e0 l'activit\u00e9 de la maladie chez les patients atteints d'arthrose, jouant un r\u00f4le crucial dans le processus pathologique de destruction de la matrice cartilagineuse et des chondrocytes. Les MMP sont des enzymes prot\u00e9ases \u00e0 zinc qui peuvent d\u00e9grader la matrice extracellulaire (MEC) et presque tous ses composants. Au cours de l'arthrose, les chondrocytes et les cellules synoviales s\u00e9cr\u00e8tent une quantit\u00e9 excessive de m\u00e9talloprot\u00e9inases matricielles (MMP-3 et MMP-9), ce qui rompt l'\u00e9quilibre entre le facteur d'inhibition tissulaire des m\u00e9talloprot\u00e9inases matricielles (MMP-IMP) et entra\u00eene une d\u00e9gradation irr\u00e9versible de la matrice extracellulaire. Cela entra\u00eene un gonflement du cartilage articulaire, une diminution de la r\u00e9sistance aux forces ext\u00e9rieures, une aggravation des r\u00e9actions inflammatoires intra-articulaires et, en fin de compte, une perte de la fonction articulaire. Les l\u00e9sions du cartilage caus\u00e9es par la surexpression des MMP sont devenues l'un des points chauds de l'\u00e9tude de la pathogen\u00e8se de l'arthrose. Par cons\u00e9quent, la recherche d'inhibiteurs des MMPs est devenue une nouvelle strat\u00e9gie pour le d\u00e9veloppement de m\u00e9dicaments destin\u00e9s \u00e0 traiter l'arthrose.<\/p>\n
La m\u00e9decine traditionnelle chinoise est un \u00e9l\u00e9ment important du tr\u00e9sor de la m\u00e9decine chinoise. En raison de son large \u00e9ventail de sources, de sa riche composition chimique et de la faible incidence des r\u00e9actions ind\u00e9sirables, elle a suscit\u00e9 une attention croissante de la part des chercheurs nationaux et \u00e9trangers. Actuellement, les tentatives de s\u00e9lection et de d\u00e9couverte de nouveaux m\u00e9dicaments th\u00e9rapeutiques \u00e0 petites mol\u00e9cules ciblant les maladies \u00e0 partir de la m\u00e9decine traditionnelle chinoise sont devenues un point chaud de la recherche. Acanthopanax senticosus (Rupr. et Maxim.) Harms, \u00e9galement connu sous le nom de ginseng ou de canne \u00e9pineuse, est une plante m\u00e9dicinale pr\u00e9cieuse produite principalement dans les provinces de Heilongjiang, Jilin, Liaoning, Hebei, dans l'Extr\u00eame-Orient russe et \u00e0 Hokkaido, au Japon. Son utilisation m\u00e9dicinale est tr\u00e8s ancienne en Chine. Les recherches pr\u00e9liminaires du groupe de recherche ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que l'\u00e9leuth\u00e9roside E (EE) est l'un des principaux ingr\u00e9dients actifs de l'Acanthopanax senticosus. Actuellement, il existe peu de rapports sur les effets pharmacologiques de l'EE, principalement pour la r\u00e9duction de la glyc\u00e9mie, l'am\u00e9lioration de l'ost\u00e9oporose post-m\u00e9nopausique, la lutte contre la fatigue centrale et les troubles de la m\u00e9moire, et la r\u00e9duction des l\u00e9sions d'isch\u00e9mie-reperfusion c\u00e9r\u00e9brales. Nos recherches ant\u00e9rieures ont montr\u00e9 que l'EE peut inhiber de mani\u00e8re significative les facteurs inflammatoires et les l\u00e9sions du cartilage articulaire. Gr\u00e2ce \u00e0 une recherche documentaire, il n'existe actuellement aucun rapport de recherche sur l'application de l'EE dans le traitement de l'arthrose \u00e0 l'\u00e9chelle internationale.<\/p>\n
Cet article est donc le premier \u00e0 \u00e9tudier l'effet th\u00e9rapeutique de l'EE sur l'arthrose, \u00e0 \u00e9valuer les effets th\u00e9rapeutiques et protecteurs de l'EE sur l'arthrose exp\u00e9rimentale du genou de lapin au niveau animal, et \u00e0 fournir des preuves exp\u00e9rimentales de la pr\u00e9vention et du traitement de l'arthrose par l'EE. Cette \u00e9tude a utilis\u00e9 la m\u00e9thode classique de transection du ligament crois\u00e9 ant\u00e9rieur (ACLT) pour construire un mod\u00e8le d'arthrose du genou de lapin. EE-20 et EE-60 ont \u00e9t\u00e9 inject\u00e9s dans la cavit\u00e9 articulaire pour une intervention th\u00e9rapeutique, une fois par semaine pendant 5 semaines cons\u00e9cutives. Les effets de l'EE-20 sur les cytokines inflammatoires et les changements pathologiques des articulations dans le mod\u00e8le d'arthrose du genou de lapin ont \u00e9t\u00e9 \u00e9tudi\u00e9s, et les effets pr\u00e9ventifs et th\u00e9rapeutiques de l'EE sur le mod\u00e8le animal d'arthrose du genou de lapin ont \u00e9t\u00e9 observ\u00e9s. Les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux ont montr\u00e9 que l'EE peut am\u00e9liorer de mani\u00e8re significative l'infiltration des cellules inflammatoires, la prolif\u00e9ration des tissus fibreux et les dommages \u00e0 la surface du cartilage dans les sites d'arthrose. Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que les MMP-3 et MMP-9 peuvent acc\u00e9l\u00e9rer la d\u00e9t\u00e9rioration de la matrice extracellulaire dans la structure du cartilage des articulations arthrosiques, favoriser la vitesse de destruction du cartilage et, par cons\u00e9quent, acc\u00e9l\u00e9rer la progression de l'arthrose. En outre, l'IL-1 \u03b2 est \u00e9galement un facteur cl\u00e9 dans la production de 0A. L'IL-1 \u03b2 peut induire la production de monoxyde d'azote (NO) et de cyclooxyg\u00e9nase (COX) dans les cellules synoviales, tandis que la cyclooxyg\u00e9nase-2 peut promouvoir la s\u00e9cr\u00e9tion de monoxyde d'azote et de prostaglandine E2 (PGE2). La PGE2 est un m\u00e9diateur inflammatoire multifonctionnel qui peut augmenter la production de MMP et d'autres catabolites, affectant ainsi la structure et la fonction du tissu articulaire et acc\u00e9l\u00e9rant la destruction de la structure articulaire. Nous avons donc utilis\u00e9 la m\u00e9thode de d\u00e9tection ELISA pour analyser et d\u00e9terminer les niveaux de m\u00e9diateurs inflammatoires (IL-1 \u03b2 et PGE2) et les m\u00e9talloprot\u00e9inases matricielles MMP-3 et MMP-9 dans le liquide articulaire des animaux mod\u00e8les de l'arthrose apr\u00e8s l'intervention de l'EE. Les r\u00e9sultats ont montr\u00e9 que le traitement \u00e0 l'EE pouvait r\u00e9duire de mani\u00e8re significative les niveaux de m\u00e9diateurs inflammatoires (IL-1 \u03b2 et PGE2) et de m\u00e9talloprot\u00e9inases matricielles MMP-3 et MMP-9 dans le liquide articulaire (P<0,001), ce qui indique que l'EE a un effet antiarthrosique significatif.<\/p>\n
\u00c0 l'heure actuelle, la technologie d'ancrage mol\u00e9culaire et la simulation de dynamique mol\u00e9culaire sont devenues des outils importants pour explorer le mode de liaison entre les prot\u00e9ines et les r\u00e9cepteurs, et ont une valeur d'application significative dans le domaine de la recherche de nouveaux m\u00e9dicaments. Cette \u00e9tude a utilis\u00e9 la technologie d'ancrage mol\u00e9culaire et la simulation de dynamique mol\u00e9culaire pour analyser et explorer les sites d'interaction et les modes de liaison entre l'EE et les MMP. Le groupe hydroxyle de l'anneau de sucre de l'EE peut former des liaisons hydrog\u00e8ne avec les acides amin\u00e9s des r\u00e9cepteurs MMP-3 et MMP-9 dans les sillons des sites catalytiques des MMP-3 et MMP-9, qui jouent un r\u00f4le important dans la liaison du ligand. En outre, l'anneau benz\u00e9nique du ligand EE peut \u00e9galement former des interactions d'empilement hydrophobes avec des r\u00e9sidus hydrophobes de la MMP-3 et de la MMP-9, ce qui peut stabiliser leur liaison. Les exp\u00e9riences de simulation de dynamique mol\u00e9culaire montrent que les principales contributions au processus de liaison de l'EE avec les complexes MMP-3 et MMP-9 proviennent de l'\u00e9nergie potentielle de van der Waals et des interactions \u00e9lectrostatiques, et que les deux syst\u00e8mes ont des modes de liaison similaires. Parmi eux, l'\u00e9nergie de liaison totale de l'EE et de la MMP-3 est plus faible, tandis que l'EE a une capacit\u00e9 de liaison plus forte avec la MMP-3. Ce r\u00e9sultat est coh\u00e9rent avec la tendance des r\u00e9sultats de l'exp\u00e9rience de d\u00e9tection ELISA mentionn\u00e9e ci-dessus. Les donn\u00e9es ci-dessus fournissent une base th\u00e9orique essentielle pour les recherches futures sur le m\u00e9canisme mol\u00e9culaire des effets anti-MMPs de l'EE et le d\u00e9veloppement de nouveaux inhibiteurs de MMPs bas\u00e9s sur des glycosides de lignine \u00e0 structure nucl\u00e9aire.<\/p>\n
En r\u00e9sum\u00e9, l'injection intra-articulaire d'EE peut am\u00e9liorer de mani\u00e8re significative l'infiltration des cellules inflammatoires, la prolif\u00e9ration des tissus fibreux et les dommages \u00e0 la surface du cartilage dans les sites d'arthrose, et r\u00e9duire les niveaux des m\u00e9diateurs inflammatoires (IL-1 \u03b2 et PGE2) et des m\u00e9talloprot\u00e9inases matricielles MMP-3 et MMP-9 dans le liquide articulaire, ce qui indique que l'EE a un effet antiarthrosique significatif. En outre, d'autres techniques d'amarrage mol\u00e9culaire et des exp\u00e9riences de dynamique mol\u00e9culaire ont r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que les ligands de l'EE peuvent se lier aux rainures des sites catalytiques de la MMP-3 et de la MMP-9. Plusieurs groupes hydroxyle sur l'anneau de sucre des ligands EE peuvent former des liaisons hydrog\u00e8ne avec plusieurs acides amin\u00e9s dans les r\u00e9cepteurs MMP-3 et MMP-9, qui jouent un r\u00f4le important dans la liaison du ligand. Les r\u00e9sultats de cette \u00e9tude jetteront les bases du d\u00e9veloppement d'un nouveau m\u00e9dicament th\u00e9rapeutique candidat pour l'arthrose \u00e0 partir de sources naturelles.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Analysis of the therapeutic effect of eleutheroside E, a natural lignan glycoside, on knee osteoarthritis and its interaction with MMPs Osteoarthritis (OA) is a degenerative disease characterized by abnormal metabolism of articular cartilage and destruction of joint bone structure. In severe cases, it can lead to loss of joint function and has become an important […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n