Estudio de farmacología en red y acoplamiento molecular para descubrir mecanismos decistanche tubulosaExtracto contra la Prostatitis Crónica No Bacteriana (CP/CPPS)

 

Abstracto

Objetivo: Este estudio predice sistemáticamente los posibles compuestos bioactivos, las proteínas diana centrales y los mecanismos moleculares decistanche tubulosacontra la prostatitis crónica no bacteriana mediante farmacología en red y simulaciones de acoplamiento molecular.Métodos: Ingredientes activos y objetivos correspondientes decistanche tubulosase examinaron utilizando TCMSP, PubChem, SwissTargetPrediction y otras bases de datos públicas. Los objetivos asociados a enfermedades para la prostatitis crónica no bacteriana se recuperaron de las bases de datos GeneCards y OMIM. Se importaron objetivos de intersección de hierbas y enfermedades a la plataforma STRING para construir la red de interacción proteína-proteína (PPI). La base de datos DAVID se adoptó para los análisis de enriquecimiento funcional de Gene Ontology (GO) y de la vía de la Enciclopedia de genes y genomas de Kyoto (KEGG). Se utilizó el software Cytoscape para construir una red "Hierba-Compuesto-Objetivo-Vía-Enfermedad" para detectar objetivos centrales y vías de señalización clave. Se utilizaron AutoDock Vina y PyMOL para realizar la validación del acoplamiento molecular entre compuestos bioactivos representativos y objetivos centrales.Resultados: Un total de 24 compuestos bioactivos potenciales decistanche tubulosaSe identificaron y se obtuvieron 45 objetivos superpuestos vinculados a su intervención contra la prostatitis crónica no bacteriana. El análisis de la red PPI reveló que TNF, Akt1, EGFR, STAT3 y MAPK1 actúan como objetivos centrales. Los resultados del enriquecimiento de GO y KEGG indicaron que los efectos terapéuticos decistanche tubulosase asocian principalmente con procesos biológicos que incluyen la regulación positiva de la señalización de PI3K, la regulación negativa de la apoptosis y la respuesta celular al lipopolisacárido. Las vías de señalización enriquecidas clave cubren la vía HIF-1, la vía de señalización AGE-RAGE en las complicaciones de la diabetes y las vías relacionadas con el cáncer de próstata. Los resultados del acoplamiento molecular demostraron que el equinacósido, el acteósido y el cistanósido A exhiben energías de unión inferiores a −6,0 kcal/mol cuando interactúan con Akt1, EGFR y TNF, lo que confirma una sólida afinidad de unión.Conclusión: cistanche tubulosaejerce efectos protectores contra la prostatitis crónica no bacteriana principalmente a través de componentes bioactivos que incluyen echinacósido, acteosido y cistanosido A. Estos compuestos modulan proteínas centrales como TNF, Akt1, EGFR y STAT3, y regulan coordinadamente HIF-1, AGE-RAGE y otras vías de señalización. Al ofrecer efectos antiinflamatorios, inmunomoduladores y antiapoptóticos, estos compuestos suprimen conjuntamente la progresión patológica de la prostatitis crónica no bacteriana.

Palabras clave: cistanche tubulosa; prostatitis crónica no bacteriana; farmacología en red; acoplamiento molecular; mecanismo de acción; equinacósido; actósido; glucósidos feniletanoides

Introducción

La prostatitis crónica no bacteriana, clínicamente clasificada como prostatitis crónica/síndrome de dolor pélvico crónico (CP/CPPS), es uno de los trastornos urinarios más prevalentes que afectan a los hombres y representa aproximadamente el 90 % de todos los casos de prostatitis. Los síntomas típicos incluyen malestar perineal persistente, dolor pélvico y disfunción urinaria, que perjudican gravemente la calidad de vida y el bienestar mental de los pacientes. En la Medicina Tradicional China (MTC), esta afección se incluye en las categorías diagnósticas de "turbidez de la esencia" y "fuga de esperma". Su patogénesis generalmente se atribuye a la deficiencia de esencia renal, la acumulación de calor húmedo y la estasis sanguínea.

Los tratamientos occidentales convencionales se basan principalmente en alfabloqueantes y fármacos antiinflamatorios no esteroides para aliviar los síntomas. Sin embargo, estos enfoques están limitados por la resistencia a los medicamentos, los efectos secundarios notables y las altas tasas de recurrencia, y carecen de regímenes terapéuticos específicos y estables. Es importante destacar que la evidencia clínica y epidemiológica confirma que la inflamación crónica sostenida dentro del tejido prostático sirve como un factor clave en la progresión del cáncer de próstata. El microambiente inflamatorio desencadena estrés oxidativo, acelera la proliferación celular e inhibe la apoptosis normal, promoviendo la transformación maligna de las células epiteliales de la próstata. Por lo tanto, una intervención temprana eficaz para la prostatitis crónica no bacteriana no sólo alivia los síntomas incómodos sino que también ayuda a frenar el riesgo de desarrollo de cáncer de próstata.

cistanche tubulosa, comúnmente conocido como Desert Ginseng, es el tallo carnoso seco decistanche tubulosa, una planta holoparásita de la familia Orobanchaceae. Según las teorías de la medicina tradicional china, tiene sabores dulces y salados con propiedades cálidas y actúa principalmente sobre los meridianos del Riñón y el Intestino Grueso. Tonifica el yang del riñón, repone la esencia y la sangre y ha sido valorado durante milenios para apoyar la salud reproductiva y urinaria masculina.

Ventaja clave: Entre los disponibles comercialmentecistanchevariedades, extractos derivados decistanche tubulosacontienen naturalmente concentraciones significativamente más altas de glucósidos feniletanoides (equinacósido, acteósido) en comparación conCistanche deserticola, proporcionando una actividad farmacológica más fuerte. Nuestra fábrica se especializa en estandarizados.cistanche tubulosaextractos de materias primas.

 

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La investigación farmacológica moderna ha verificado quecistanche tubulosaEs abundante en glucósidos feniletanoides, polisacáridos, iridoides y lignanos. Estos compuestos ejercen bioactividades antiinflamatorias, antioxidantes, inmunorreguladoras y antiapoptóticas. Su función principal de la MTC de tonificar la esencia renal coincide perfectamente con la patogénesis de la raíz de la deficiencia renal y la inflamación pélvica crónica observada en pacientes con parálisis cerebral/SDPC, destacando su gran potencial terapéutico para apoyar la salud de la próstata.

Las hierbas medicinales tradicionales chinas funcionan a través de un modo de acción característico de múltiples compuestos, múltiples objetivos y múltiples vías. Este estudio integra la farmacología de la red y el acoplamiento molecular para detectar sistemáticamente compuestos bioactivos y objetivos moleculares centrales decistanche tubulosa. Construimos redes biológicas interactivas y realizamos análisis de enriquecimiento de vías. El acoplamiento molecular verifica aún más la capacidad de unión directa entre los compuestos característicos y las proteínas objetivo clave. Esta investigación tiene como objetivo esclarecer el mecanismo molecular por el cualcistanche tubulosaAlivia la prostatitis crónica no bacteriana. Proporciona evidencia científica para guiar la aplicación clínica y respaldar el desarrollo de nuevos suplementos dietéticos y medicamentos a base de hierbas dirigidos al bienestar de la próstata.

1 Materiales y métodos

1.1 Detección de compuestos bioactivos y objetivos correspondientes decistanche tubulosa

Se realizaron búsquedas en la base de datos del TCMSP utilizando "Cistanche tubulosa" como palabra clave para identificar compuestos bioactivos candidatos. Los umbrales de detección se establecieron como biodisponibilidad oral (OB) mayor o igual al 30 % y semejanza con el fármaco (DL) mayor o igual a 0,18 para retener compuestos con absorción y farmacobilidad favorables. La estructura química y las cadenas SMILES canónicas de cada compuesto candidato se recuperaron de PubChem.

Todos los datos de SMILES se importaron a la plataforma SwissADME. Sólo los compuestos clasificados como "Altos" para la absorción gastrointestinal y que satisfacían al menos dos criterios de similitud con los medicamentos se mantuvieron como ingredientes bioactivos centrales para la intervención CP/CPPS. Los posibles objetivos proteicos de compuestos calificados se predijeron utilizando la base de datos SwissTargetPrediction basada en información canónica de SMILES.

1.2 Colección de enfermedades objetivo de la prostatitis crónica no bacteriana

Utilizamos la palabra clave "prostatitis no bacteriana" para recuperar objetivos relacionados con la enfermedad de las bases de datos GeneCards y OMIM. Se eliminaron las entradas duplicadas para establecer un conjunto de datos objetivo unificado para la prostatitis crónica no bacteriana.

1.3 Identificación de objetivos de enfermedades y hierbas superpuestas

Conjuntos de datos de destino decistanche tubulosaSe mapearon y compararon compuestos bioactivos y prostatitis crónica no bacteriana. Se utilizó la herramienta en línea Venny 2.1.0 para generar diagramas de Venn y visualizar objetivos superpuestos, que representan los objetivos terapéuticos potenciales decistanche tubulosacontra CP/CPPS.

1.4 Construcción de una red de interacción proteína-proteína (PPI)

Los objetivos superpuestos se cargaron en la base de datos STRING. El organismo fue establecido comoHomo sapiens, umbral de confianza=0.400, y todos los demás parámetros se mantienen predeterminados. La red PPI resultante se exportó para su posterior visualización y análisis topológico.

1.5 Función GO y análisis de enriquecimiento de la vía KEGG

Se aplicó la base de datos DAVID para interpretar funciones biológicas y vías de señalización enriquecidas por objetivos superpuestos. La especie se estableció comoHomo sapiens, con el umbral de significancia P <0,05. Se seleccionaron los 10 términos GO enriquecidos principales y las 20 vías KEGG principales. Se utilizó la plataforma en línea Bioinformatics para visualizar los resultados mediante gráficos de barras y gráficos de burbujas.

1.6 Construcción de una red "hierba-compuesto-objetivo-vía-enfermedad"

Todos los datos de destino estandarizados se importaron a Cytoscape 3.10.0 para construir una red multicapa. Las categorías de nodos incluyen Hierba (cistanche tubulosa), compuesto bioactivo, proteína diana, vía de señalización y enfermedad (prostatitis crónica no bacteriana). Se calcularon los parámetros topológicos para identificar compuestos centrales y objetivos principales. Los nodos se colorearon por categoría y el diseño de la red se optimizó para mostrar relaciones interactivas de forma intuitiva.

1.7 Validación del acoplamiento molecular

Para verificar las predicciones de la farmacología de la red, seleccionamos los 5 principales objetivos centrales de la red PPI (clasificados por valor de grado) y los 3 principales compuestos bioactivos decistanche tubulosapara acoplamiento molecular. Las estructuras cristalinas tridimensionales de las proteínas diana se descargaron de la base de datos RCSB PDB. Se utilizó el software PyMOL para el preprocesamiento: eliminación de moléculas de agua y ligandos nativos cocristalizados. Las estructuras moleculares de compuestos bioactivos se descargaron de PubChem y se convirtieron al formato SDF.

Se adoptó AutoDock Vina para el acoplamiento molecular con parámetros predeterminados. La afinidad de unión se utilizó para evaluar la fuerza de la interacción ligando-receptor; energía de unión Se definió como unión efectiva menos o igual a -5,0 kcal/mol. Se utilizó PyMOL para visualizar posturas de acoplamiento e interacciones intermoleculares.

2 resultados

2.1 Detección de compuestos bioactivos y objetivos decistanche tubulosa

Se seleccionaron un total de 24 compuestos bioactivos del TCMSP, principalmente glucósidos, polisacáridos, iridoides y lignanos de feniletanoide. Después de la predicción de objetivos mediante SwissTargetPrediction y la deduplicación, se recopilaron 604 objetivos proteicos potenciales vinculados a estos compuestos.

2.2 Detección de enfermedades objetivo para la prostatitis crónica no bacteriana

Después de fusionar y deduplicar datos de GeneCards y OMIM, se obtuvieron 553 objetivos asociados a enfermedades para la prostatitis crónica no bacteriana. El mapeo de objetivos generó 45 objetivos de enfermedades herbáceas superpuestos, visualizados en un diagrama de Venn.

2.3 Construcción y Análisis de la Red PPI

Los 45 objetivos superpuestos se importaron a STRING, formando una red PPI que contiene 42 nodos y 658 bordes, visualizados en Cytoscape. Los objetivos del concentrador con los valores de grado más altos incluyeron TNF, Akt1, Bcl-2, EGFR y PTGS2. Otros nodos clave con alta conectividad fueron STAT3, mTOR, MAPK3, PPARG y GSK3B. Se especula que estas proteínas sirven como nodos reguladores centrales para los efectos protectores decistanche tubulosacontra CP/CPPS.

2.4 Análisis de enriquecimiento GO y KEGG de objetivos principales

El análisis de enriquecimiento GO identificó 350 entradas de procesos biológicos (BP), 56 entradas de componentes celulares (CC) y 59 entradas de funciones moleculares (MF). Los principales procesos biológicos incluyeron la regulación positiva de la señalización de PI3K, la regulación negativa del proceso apoptótico y la respuesta celular al lipopolisacárido. Los componentes celulares principales cubrían el citosol, el citoplasma, los axones y los primeros endosomas; las funciones moleculares dominantes contenían actividad de proteína quinasa y actividad de serina/treonina quinasa.

El enriquecimiento de la vía KEGG produjo 142 vías significativamente enriquecidas (P <0,05). Se seleccionaron las 20 vías principales para la visualización de diagramas de burbujas, incluidas la vía de señalización HIF-1, la vía de señalización AGE-RAGE, la vía del cáncer de próstata, la vía de expresión PD-L1 y el punto de control PD-1 en el cáncer, y la vía de señalización del receptor de lectina tipo C. Estas vías participan ampliamente en la inflamación, el equilibrio inmunológico, la proliferación celular y la apoptosis, lo que confirma quecistanche tubulosaregula la patología CP/CPPS a través de la coordinación de múltiples vías.

2.5 Análisis de red "hierba-compuesto-objetivo-vía-enfermedad"

Las 10 principales vías de KEGG enriquecidas, los objetivos asociados y los compuestos bioactivos correspondientes se importaron a Cytoscape. Los compuestos con los valores de grado más altos fueron el echinacósido, el acteósido y el cistanósido A, reconocidos como constituyentes activos primarios decistanche tubulosa. Los objetivos clave incluyeron mTOR, MAPK1, MAPK3, EGFR, Akt1 y STAT3. Las vías altamente conectadas fueron la vía del cáncer de próstata, la vía de señalización HIF-1, la vía de señalización AGE-RAGE y la señalización relacionada con PI3K/Akt.

La red demostró que un solo compuesto decistanche tubulosapuede unirse a múltiples objetivos para modular las cascadas HIF-1, AGE-RAGE y PI3K/Akt para brindar beneficios antiinflamatorios, inmunomoduladores y antiapoptóticos. Mientras tanto, diferentes compuestos pueden actuar simultáneamente en múltiples nodos dentro de la misma vía para lograr una eficacia sinérgica. Esto respalda firmemente la característica regulatoria de múltiples componentes, múltiples objetivos y múltiples vías decistanche tubulosa.

2.6 Resultados del acoplamiento molecular

Las simulaciones de acoplamiento entre los compuestos centrales y los objetivos centrales confirmaron una actividad de unión confiable: el echinacósido mostró energías de unión de −9,4 kcal/mol (Akt1) y −8,8 kcal/mol (EGFR); Acteoside alcanzó energías de unión de −9,6 kcal/mol (Akt1) y −8,8 kcal/mol (EGFR); El cistanosido A alcanzó −9,2 kcal/mol (Akt1) y −8,3 kcal/mol (EGFR). Todas las energías de unión estuvieron por debajo de -6,0 kcal/mol, lo que indica interacciones de unión estables entre compuestos bioactivos y proteínas diana.

3 Discusión

La prostatitis crónica no bacteriana (CP/CPPS) es un trastorno urinario masculino refractario. El microambiente inflamatorio crónico persistente no sólo reduce la calidad de vida de los pacientes, sino que también aumenta los riesgos a largo plazo de progresión del cáncer de próstata. Desde la perspectiva de la medicina tradicional china, su patología surge del estancamiento del calor húmedo combinado con una deficiencia de esencia renal, lo que se alinea perfectamente con la aplicación tradicional decistanche tubulosacomo hierba esencial tonificante de los riñones. La evidencia farmacológica contemporánea confirma quecistanche tubulosaModula las redes de señalización inflamatoria a través de una sinergia de múltiples compuestos, equilibrando el microambiente inflamatorio y ralentizando la progresión de la CP/CPPS.

Este estudio adoptó la farmacología en red combinada con el acoplamiento molecular para analizar sistemáticamente los compuestos bioactivos, los objetivos centrales y las vías de señalización responsables de los efectos protectores decistanche tubulosacontra la prostatitis crónica no bacteriana.

Entre los 24 compuestos bioactivos identificados, el equinacósido y el acteósido (glucósidos feniletanoides primarios) exhiben la mayor conectividad dentro de la red. Múltiples estudios han validado la potencia antiinflamatoria de los glucósidos feniletanoides, capaces de suprimir la liberación de factores proinflamatorios y aliviar la infiltración inflamatoria dentro del tejido prostático. El echinacósido inhibe las cascadas de NF-κB para regular negativamente el TNF-, IL-6 y otras citocinas proinflamatorias. Acteoside regula la vía PI3K/Akt para suprimir las respuestas inflamatorias y modular la apoptosis celular. Como compuestos característicos decistanche tubulosa, los glucósidos feniletanoides funcionan sinérgicamente con polisacáridos e iridoides para remodelar el microambiente inflamatorio desordenado en pacientes con CP/SDPC.

Nota Comercial: cistanche tubulosaContiene concentraciones de glucósidos de feniletanoides mucho más altas que otras especies de cistanche, lo que convierte a los extractos de esta variedad en la materia prima superior para las formulaciones de suplementos de apoyo a la próstata.

El análisis de la red PPI identificó TNF, Akt1, EGFR, STAT3 y MAPK1 como objetivos terapéuticos principales. El TNF actúa como un impulsor central de las cascadas inflamatorias en CP/CPPS, activando las vías NF-κB y MAPK para desencadenar la secreción masiva de IL-1, IL-6 y otros mediadores inflamatorios. Akt1 y EGFR son quinasas vitales que gobiernan la proliferación, diferenciación y apoptosis celular. La supresión de la activación excesiva de EGFR alivia la inflamación de la próstata y la fibrosis tisular. La prostatitis crónica desencadena hiperplasia epitelial de la próstata y remodelación del tejido; EGFR y STAT3 sobreactivados amplifican la señalización inflamatoria y representan biomarcadores críticos que vinculan la inflamación crónica con la tumorigénesis de próstata. Al atacar estas proteínas,cistanche tubulosaLos bioactivos bloquean las tormentas inflamatorias y restablecen el equilibrio entre la proliferación celular y la apoptosis.

Los resultados del enriquecimiento de GO revelaron que los objetivos centrales participan en la regulación de la señalización de PI3K, la modulación apoptótica y las respuestas al lipopolisacárido bacteriano, destacando el enfoque en el control de la inflamación y el equilibrio de la supervivencia celular. El enriquecimiento con KEGG identificó además vías clave: la vía HIF-1 se activa bajo hipoxia inflamatoria, impulsando la expresión de VEGF e iNOS para promover la lesión tisular; La activación de la vía AGE-RAGE induce estrés oxidativo e inflamación, lo que acelera la progresión de la enfermedad crónica; La señalización del receptor de lectina tipo C modula las respuestas inmunes innatas en condiciones inflamatorias estériles.

En particular, la vía del cáncer de próstata aparece de manera destacada en los resultados de enriquecimiento, lo que sugiere quecistanche tubulosapuede limitar la hiperplasia tisular y la fibrosis provocadas por CP/CPPS prolongado. El enriquecimiento de la vía del punto de control inmunológico PD-L1/PD-1 también implica efectos reguladores sobre las respuestas inmunes de las células T, lo que coincide con la inflamación persistente de bajo grado característica de CP/CPPS.

Los resultados del acoplamiento molecular demostraron que el equinacósido, el actósido y el cistanosido A forman complejos estables con Akt1, EGFR, TNF y otras proteínas centrales. Acteoside mostró la afinidad de unión más fuerte con Akt1, lo que indica su potencial para regular la cascada de señalización PI3K/Akt. Aunque la afinidad de unión hacia el TNF fue relativamente moderada, todos los valores cumplieron el umbral de unión eficaz. Estos datos de simulación estructural validan las predicciones generadas por la farmacología de redes y proporcionan evidencia estructural preliminar de interacciones directas entrecistanche tubulosacompuestos bioactivos y proteínas diana centrales.

Resumen

Utilizando farmacología en red y acoplamiento molecular, esta investigación predijo sistemáticamente los compuestos bioactivos, los objetivos proteicos centrales y las vías de señalización a través de las cualescistanche tubulosaAlivia la prostatitis crónica no bacteriana. Los hallazgos ilustran su mecanismo de trabajo de múltiples componentes, múltiples objetivos y múltiples vías.cistanche tubulosadepende principalmente de glucósidos feniletanoides (echinacósido, acteosido y glucósidos relacionados) para interactuar con TNF, Akt1, EGFR, STAT3 y otras proteínas centrales. Modula las vías de señalización de los receptores de lectina tipo C, HIF-1, AGE-RAGE y para producir efectos antiinflamatorios, inmunomoduladores y antiapoptóticos. Este estudio aclara la base molecular decistanche tubulosapara apoyar la salud de la próstata, ofreciendo referencia científica para la aplicación de hierbas estandarizadas y el desarrollo de nuevos productos naturales para el bienestar de los hombres.