Akonitin GSK-3 β'yı inhibe eder ve β - amiloid proteini kaynaklı nöronal hasara karşı koyar
Alzheimer hastalığı (AH), ilerleyici bilişsel bozulma ve davranışsal hasar ile karakterize en önemli merkezi nörodejeneratif hastalıklardan biridir. Toplumun giderek yaşlanmasıyla birlikte küresel bir halk sağlığı sorunu haline gelmiştir. Uluslararası Alzheimer Derneği tarafından yayınlanan Dünya Alzheimer Raporu'na göre, dünya çapında yaklaşık 50 milyon AD hastası bulunmaktadır ve bu sayının 2030 yılına kadar 82 milyona, 2050 yılına kadar ise 152 milyona ulaşacağı tahmin edilmektedir. Beta amiloid proteininin (A β) nöral dokudaki anormal artışı, sadece AH'deki ana patolojik değişikliklerden biri olarak değil, aynı zamanda AH'deki nöronal hasarın da önemli bir nedeni olarak kabul edilmektedir. A β'nın nörotoksisitesine ilişkin araştırma kanıtları birikmeye devam etmektedir. Bununla birlikte, A β'yı spesifik olarak temizleyen ilaçların birkaç klinik denemesi başarısızlıkla sonuçlanmış ve ilaç geliştiricilerinin dikkatlerini sinir hücrelerinin A β'nın sitotoksik etkilerine karşı toleransını artırmaya yeniden odaklamalarına neden olmuştur. Ancak, şu anda ticari olarak mevcut yeni bir ilaç bulunmamaktadır.

Geleneksel Çin tıbbı, AD tedavisinde hastaların bilişsel yeteneklerini geliştirmede iyi bir etkiye sahiptir. AD'nin etiyolojisi ve patogenezinin anlaşılmasıyla ilgili olarak, Geleneksel Çin Tıbbı Fu Yang Okulu, "aşırı Yin dönüşümü, yetersiz Yang dönüşümü ve endojen bulanık kötülüğün" AD'nin ana nedenleri ve patogenezi olduğuna inanmaktadır. "Yuan Yang eksikliği ve" Yang eksikliği ve Yin fazlalığı "AD'nin ortaya çıkmasında ve gelişmesinde öncü rol oynamaktadır. Fuzi, ateşi tonifiye etme ve yang'a yardımcı olma gibi önemli etkileri ile geleneksel Çin tıbbının "yang'ı geri döndürme ve tersini kurtarma" için ilk ürünü olarak bilinir. Yang'ı tonifiye eden geleneksel Çin tıbbı ekolü tarafından AD'nin klinik tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır ve Wu Zang Wen Yang Hua Yu Tang gibi bir dizi klinik olarak etkili bileşik preparat yaratmıştır. Aconitine, Aconitum carmichaelii'nin önemli bir aktif bileşenidir. Önceki çalışmalar, Aconitine'in kardiyotonik, analjezik, anti-tümör ve immünomodülatör etkiler gibi farmakolojik etkilere sahip olduğunu bulmuştur. Farmakolojik mekanizması fosfatidilinositol 3-kinaz (PI3K) aktivasyonu ile ilgilidir. Glikojen sentaz kinaz 3 β (GSK-3 β), PI3K sinyal yolunu negatif olarak düzenleyen önemli bir aşağı akış hedef kinazdır. Tyr216 bölgesinde fosforile olan GSK-3 β, aktive olmuş formudur ve GSK-3 β'nın A β ile indüklenen aşırı aktivasyonu, AD sürecindeki nöronal hasarın önemli nedenlerinden biri olarak kabul edilmektedir. Şimdiye kadar, akonitinin A β - aracılı GSK-3 β hiperfosforilasyonunun neden olduğu nöronal hasarı hafifletebileceğini gösteren hiçbir kanıt yoktur.

Bu çalışmada, akonitinin GSK-3 β'nın Tyr216 bölgesinin fosforilasyon seviyesini düzenleyerek SH-SY5Y nöronları üzerinde nöroprotektif etkiler gösterip göstermediğini araştırmak için in vitro olarak A β 1-40 ile indüklenen bir hücre modeli kullanılmıştır; bu da geleneksel Çin ilacı Aconitum'un AD klinik tedavisi için kullanılmasının moleküler mekanizmasının moleküler düzeyde anlaşılmasına yardımcı olmaktadır.

Sinir hücreleri üzerinde sitotoksik etkileri olan A β, AD hastalarının beyinlerinde 15-20 yıl kadar erken bir dönemde, hatta AD'nin tipik bilişsel bozukluk ve davranışsal bozulma semptomları ortaya çıkmadan önce, patolojik olarak birikmeye başlamıştır, ancak bu sırada belirgin bir hafıza kaybı semptomu yoktur. A β sinir hücrelerine karşı önemli sitotoksisiteye sahiptir, sadece hücresel oksidatif stres ve nöroinflamasyonu indüklemekle kalmaz, aynı zamanda hücre zarı iyon kanallarının açılmasına müdahale ederek hücre içinde ve dışında iyon konsantrasyon gradyanlarının dengesizliğine, hücre zarının anormal transmembran potansiyeline yol açar ve kolinerjik sinir iletim fonksiyonuna doğrudan zarar vererek kolinerjik sinir sinyal iletim bozukluklarına neden olur ve doğrudan nöronal apoptozu indükler. Hastalar tipik bilişsel ve davranışsal bozukluklar sergilediğinde, beyinlerinin sinir hücreleri büyük ölçüde kaybedilmiştir ve beyin görüntülemede önemli beyin atrofisi gözlemlenebilir. Bu noktada, A β'yı temizlemek için ilaçlar kullanarak ideal klinik etkinliğe ulaşmak zordur, bu da AD'nin 1907'deki resmi tanımından bu yana klinik olarak tedavi edilmesinin zor olmasının nedenlerinden biridir. Sinir hücrelerinin A β hücrelerinin sitotoksik etkilerine karşı toleransını artırabilecek etkili ilaçlar bulmak ve AD patolojisinin erken evrelerinde ilaçlarla müdahale etmek, AD'nin sürekli ilerlemesini etkili bir şekilde önlemek için kapsamlı bir ilaç tedavisi planının önemli bileşenlerinden biridir. Tedaviye erken başlamak genellikle hastaların uzun süre ilaç kullanması gerektiği anlamına gelir ve ilaç tedavisinin faydaları ilaç güvenliği risklerine karşı dikkatle dengelenmelidir. Geleneksel Çin tıbbı ve etken maddelerinin genellikle iyi bir güvenliğe sahip olduğu ve çok hedefli farmakolojik özelliklerinin AH gibi karmaşık kronik hastalıklar için uygun olduğu düşünüldüğünde, geleneksel Çin tıbbı ve etken maddeleriyle erken müdahale makul bir potansiyel seçim olabilir.

Geleneksel Çin Tıbbı Fu Yang Okulu, Fuzi'nin yangı ısıtma ve kan stazını giderme tedavi ilkelerine büyük değer vermektedir ve AD'nin klinik tedavisinde bilişsel ve davranışsal semptomların iyileştirilmesinde iyi sonuçlar elde etmiştir. Aconitine sadece Aconitum'un önemli bir farmakolojik maddesi değil, aynı zamanda Aconitum zehirlenmesinin de önemli bir nedenidir. Bu nedenle, Aconitum kaynatmasındaki ilaç dengesi karmaşıktır ve aynı zamanda araştırma nesnesi olarak Aconitine'in seçilmesinin baskın nedenidir. Aconitum'da önemli bir biyoaktif bileşen olan Aconitine'in, önceki çalışmalarda PI3K'nın farmakolojik aktivitesini aktive ettiği bulunmuştur. PI3K'nın aktivasyonu, Tyr216 bölgesinin fosforilasyonunun neden olduğu GSK-3 β aktivasyonunu negatif olarak düzenleyebilir. GSK-3 β, A β'nın oluşumu, toplanması ve ardından nöronal hasarda rol oynarken, A β aracılı nöroinflamasyon ve oksidatif stres de GSK-3 β'nın fosforilasyon aktivasyonunu indükleyebilir. Ek olarak, aşırı aktive edilmiş GSK-3 β ayrıca önemli nörotransmitter asetilkolinin aktivitesini bozabilir, nöronal aksonal dejenerasyonu hızlandırabilir, aksonal taşınmayı engelleyebilir ve bilişsel işlev bozukluğunu daha da kötüleştirebilir. Yukarıdaki araştırma bulgularına dayanarak, akonitinin sinir hücrelerinin A β'nın sitotoksik etkisine karşı direncini artırmaya yardımcı olduğu ve bu faydalı farmakolojik etkinin Tyr216 bölgesinde GSK-3 β fosforilasyonunu ve aktivasyonunu inhibe etmesiyle ilişkili olduğu sonucuna varılabilir. Ancak, bu spekülasyonun doğrulanması için deneysel kanıtlar gerekmektedir.

Bu çalışmada, SH-SY5Y hücreleri A β 1-40 ile inkübe edilerek, hücre kültürü süpernatantındaki LDH seviyelerinde bir artışla karakterize edilen, apoptoz ve nekroz oranlarında önemli bir artışa eşlik eden bir hücre hasarı modeli başarıyla oluşturulmuştur. 5 nmol/L akonitin önemli bir sitotoksisite göstermemiştir, ancak SH-SY5Y hücrelerinin akonitin ile ön muamelesi A β 1-40'ın neden olduğu hücre hasarını önemli ölçüde azaltmıştır. Hücre hasarından LDH salınımı önemli ölçüde azalmış ve hem apoptoz hem de nekroz oranları önemli ölçüde düşmüştür. Aynı zamanda, GSK-3 β'nın Tyr216 bölgesindeki fosforilasyon seviyesi önemli ölçüde azalmıştır, bu da akonitinin bu konsantrasyondaki hücresel güvenliğinin kabul edilebilir olduğunu ve hücrelerin A β sitotoksisitesine direnme yeteneğini artırdığını göstermektedir. Bu etki, Tyr216 bölgesinde GSK-3 β fosforilasyonunun ve aktivasyonunun inhibisyonu ile ilişkili olabilir.

Genel olarak akonitinin kardiyotoksisiteye sahip olduğuna inanılmaktadır. Bu nedenle, akonitteki akonitini azaltmak için temiz suda bekletme, safra kesesi ile işleme ve tekrarlanan buharlama gibi yöntemler kullanılır. Akonitin hidrolizi uzun süreli kızartma yoluyla teşvik edilir. Bununla birlikte, eser miktarda akonitin hala insan vücuduna girmekte ve ilgili farmakolojik etkileri üretmektedir. Akonitinin kan-beyin bariyeri yoluyla merkezi sinir sistemine girme mekanizması hakkında araştırma raporları vardır. Proton bağlı bir organik katyon ters taşıyıcı, akonitin alkaloidlerinin kan-beyin bariyerinden taşınmasında rol oynar. Bu çalışmanın sonuçları, 5 nmol/L gibi son derece düşük bir konsantrasyon seviyesinde bile, akonitinin sinir hücreleri üzerinde nöroprotektif bir etki gösterebildiğini ve A β sitotoksik hasara karşı dirençlerini önemli ölçüde artırdığını göstermektedir. Bu durum, AD tedavisinde yangı ısıtmaya ve kan stazını gidermeye yönelik geleneksel Çin tıbbı formülünün etkinliğinin, akonitinin A β sitotoksisitesine karşı sinir hücresi direncini artırmasıyla yakından ilişkili olduğunu düşündürmektedir. Akonitinin doğal kardiyotoksisitesi göz önüne alındığında, kardiyotoksisiteye neden olmadan güvenliği sağlarken, A β sitotoksik hasara karşı nöronal direnci artırmadaki in vivo aktivitesini doğrulamak için titiz in vivo deneysel çalışmalar tasarlamak açıkça gereklidir.