A hidroxi-benzaldehid terápiás hatásának vizsgálata a TNBS által kiváltott Crohn-betegségre egerekben a PPAR γ/AMPK/NF - κ B jelátviteli útvonalon keresztül
A Crohn-betegség (CD) krónikus, visszatérő gyomor-bélrendszeri betegség, a gyulladásos bélbetegségek (IBD) egyik fő betegsége. Kialakulását általában olyan gyakori tünetek jellemzik, mint a hasmenés, hasi fájdalom, végbélvérzés, láz, fogyás és fáradékonyság. A CD-ben a gyulladás a nyálkahártyától a bélfalon keresztül a serosára terjed, és ez a betegség folyamatosan kiújul és enyhül. Többszöri kiújulással a CD az enyhe vagy mérsékelt gyulladásból súlyos átható (fisztulaképződés) vagy szűkületes betegséggé fejlődhet, súlyosabb esetekben pedig rákos megbetegedéshez vezethet, ami súlyosan befolyásolja a beteg életminőségét. Ezenkívül a CD-betegeknél számos extraintestinalis gyulladás is jelentkezik, mint például a szem, a máj, a bőr és az ízületek gyulladásos reakciói, ami a betegség szisztémás jellegét tükrözi. A CD kezelése magában foglalja az első vonalbeli terápiát és egyéb kezeléseket, amelyek közül az első vonalbeli terápia a szteroidokat és a tumor nekrózis faktor alfa (TNF - α) elleni gyógyszereket foglalja magában, amelyek gyorsan enyhíthetik a tüneteket. Az egyéb kezelések közé tartozhatnak az IL-12/23 vagy az integrin α 4 β 7 ellen irányuló monoklonális antitestek, immunmodulátorok, kombinált terápiák vagy műtétek. E gyógyszerek egységes mechanizmusa azonban az immunszuppresszió, és hosszú távú alkalmazásuk növelheti a betegek fertőzésveszélyét. Emellett más súlyos mellékhatások is kísérik, beleértve a csontvelő-szuppressziót, a csontritkulást és a májkárosodást. Ezért sürgősen szükség van alternatív gyógyszerek kifejlesztésére természetes erőforrásokból és funkcionális élelmiszerekből a CD kezelésére.

A Nostoc commune egy kékalga szervezet, amelyet átfogó és gazdag tápanyagtartalma miatt gyakran használnak betegségek megelőzésére és kezelésére. Az utóbbi években a kivonatáról bebizonyosodott, hogy hatékony a bélrendszeri betegségek kezelésében. Előzetes kutatásaink során megállapítottuk, hogy a mennydörgőgomba fő hatóanyaga, a p-hidroxi-benzaldehid (HD) a bél gyulladásos válaszának gátlása révén javíthatja a fekélyes vastagbélgyulladás (UC) tüneteit. Az UC és a CD közötti számos hasonlóság alapján feltételezzük, hogy a HD-nek CD-ellenes hatása lehet. E hipotézis igazolása érdekében egér CD modellt és TNF - α - indukált Caco-2 sejtes gyulladásos modellt indukáltunk 2,4,6-trinitrobenzolszulfonsavval (TNBS), hogy megvizsgáljuk a HD CD-re gyakorolt védő hatását és mechanizmusát, tudományos bizonyítékot szolgáltatva a HD-ben gazdag élelmiszerek kiegészítő alternatív terápiaként való felhasználására az IBD megelőzésében és kezelésében.

 

A CD ismeretlen etiológiájú idiopátiás krónikus gyulladásos betegség, amely hajlamos a kiújulásra, és a szájtól a végbélnyílásig az egész emésztőrendszert érinti. Az előfordulási arány Európában és Észak-Amerikában a legmagasabb, de az ázsiai lakosság körében az utóbbi években meredeken emelkedett az előfordulási arány. A kutatások megállapították, hogy a CD patogenezise szorosan összefügg a bélnyálkahártya immunválaszának diszregulációja által okozott bélgyulladással. Több tanulmány is kimutatta, hogy a bél gyulladásos válaszának javítása jelentősen enyhítheti a CD-t. A talidomid például egerekben javítja a CD-t azáltal, hogy helyreállítja a TH17/Treg sejtek egyensúlyát, és megváltoztatja a gyulladáskeltő és gyulladáscsökkentő citokinek egyensúlyát, így enyhíti a gyulladást. A Maki polifenol kivonat gátolja a bélgyulladást és javítja a CD-t egerekben a COX-2 és az iNOS expressziójának visszaszabályozásával. A fentiek azt jelzik, hogy a bélrendszeri gyulladásos válasz gátlása a CD kezelésének egyik fő eszköze. Következésképpen azt találtuk, hogy a HD a gyulladásos válasz gátlásával javíthatja a TNBS által kiváltott CD-t.

Az IBD fő oka a gyulladás, amely a bélszövetek károsodásához vezet. Fontos gyulladásos biomarkerekként a kapcsolódó citokinek közé tartoznak a TNF - α, IL-1 β, IL-6 és IL-17, amelyek fontos szerepet játszanak a gyulladásos válaszban. Túlterjedésük gátlása javíthatja a CD bélrendszeri gyulladásos válaszát. Az LB például gátolni tudja az IL-6, IL-1 β és TNF - α TNBS által kiváltott IL-6, IL-1 β és TNF - α túlterjedését egerek bélrendszerében, és javítja a Crohn-betegséget. A nátrium-butirát gátolja a gyulladást és fenntartja a hámgát integritását a TNBS által kiváltott gyulladásos bélbetegség egérmodellben. A fenti vizsgálatok mind arra utalnak, hogy a pro-inflammatorikus citokinek termelésének gátlása terápiás hatással van a CD-re. Ebben a vizsgálatban a TNBS súlyos bélgyulladást indukált egerekben. A HD-kezelés azonban csökkentette a vastagbélgyulladásos sejtek beszivárgását és jelentősen lecsökkentette a gyulladásos citokinek szintjét mind állati, mind sejtszinten, ami azt jelzi, hogy a HD képes gátolni a gyulladásos választ és javítani a CD-t egerekben.

Az NF - κ B fontos jelátviteli útvonal a gyulladásos citokinek transzkripciójában az IBD-ben, amely felelős a pro-inflammatorikus citokinek (TNF - α és IL-6) transzkripciójának szabályozásáért. Az NF - κ B család tagjaként, amint aktiválódik, a p65 transzlokálódhat a sejtmagba, hogy felszabályozza a pro-inflammatorikus citokinek transzkripciós expresszióját. A kutatások szerint az NF - κ B jelátviteli útvonal gátlása enyhítheti a gyulladást a TNBS modellben. Ebben a vizsgálatban a TNBS indukciója növelte a foszforilált fehérje NF - κ B p65 expresszióját a CD egerek vastagbelében, míg a HD-val történő beavatkozás a foszforilált fehérje NF - κ B p65 expressziójának csökkenéséhez vezetett. Ezenkívül a HD gátolni tudja a TNF - α által indukált NF - κ B p65 foszforilációs fehérje expressziójának felszabályozását is Caco-2 sejtekben. A HD javítja a vastagbél gyulladásos válaszát az NF - κ B jelátviteli útvonal gátlásával.

Az AMPK egy szerin/treonin kináz, amely fontos szerepet játszik a glükóz- és lipidanyagcserében, a sejtnövekedésben és az apoptózisban, az autofágiában és a gyulladásban. A kutatások szerint az AMPK gyulladáscsökkentő hatásokat ér el az NF - κ B aktivációjának gátlásával. Xu és munkatársai megállapították, hogy az AMPK aktiválása gátolni tudja az NF - κ B útvonalat, ezáltal elnyomja a gyulladásos válaszokat a hipoxia és a reoxigenizációs folyamatok során. Hu és munkatársai megállapították, hogy a C vegyület (AMPK-gátló) alkalmazása megakadályozhatja, hogy a szalidrozid gátolja az NF - κ B jelátviteli útvonalat, és javítja az AGE-k által kiváltott endotélgyulladást és oxidatív stresszt. Hasonlóképpen, ez a tanulmány megállapította, hogy a HD dózisfüggő hatással van az AMPK foszforiláció elősegítésére. A fentiek azt jelzik, hogy a HD javítja a TNBS által kiváltott gyulladásos választ az AMPK aktiválásával az NF - κ B útvonal gátlása érdekében.

A PPAR γ egy transzkripciós faktor, amely fontos szerepet játszik a gyulladáscsökkentő, antioxidáns és fagocitikus sejtközvetített tisztulási folyamatokban, és nagymértékben kifejeződik a vastagbélhámban. Számos tanulmány kimutatta, hogy a PPAR γ az AMPK aktivátora, és a PPAR γ gyulladáscsökkentő hatása az AMPK aktiválásával érhető el. Például a PPAR γ agonisták (tiazolidindion gyógyszerek) az AMPK α foszforilációján keresztül aktiválhatják az AMPK-t, hogy gátolják a bélrendszeri patológiás gyulladást. A GW9662, a T0070907 és a PPAR γ siRNS megakadályozhatja az AMPK hidroxiasav általi aktiválását a Th17/Treg egyensúly helyreállítása és a vastagbélgyulladás javítása érdekében. Ez a vizsgálat megállapította, hogy a HD PPAR γ agonista hatással rendelkezik, ami azt jelzi, hogy a HD a PPAR γ aktiválásával gátolja a CD gyulladásos válaszát.

Összefoglalva, a HD hatékonyan lassíthatja a TNBS által kiváltott CD gyulladásos választ egerekben, és ennek mechanizmusa a PPAR γ/AMPK/NF - κ B jelátviteli útvonal által közvetített gyulladásos válaszhoz kapcsolódhat. Kutatásaink azt mutatják, hogy a T. gondii mindennapi életben történő pótlása nemcsak megelőzheti és gyógyíthatja az UC-t, hanem bizonyos megelőző és terápiás hatást gyakorolhat a CD-re is. Az IBD évről évre növekvő előfordulási arányának és a jelenlegi terápiás gyógyszerek korlátainak összefüggésében kutatásunk tudományos alapot nyújt a HD-ban gazdag élelmiszereknek, mint az IBD megelőzésének és kezelésének kiegészítő alternatív kezelésének.