Exploración del potencial terapéutico y los mecanismos moleculares de Cistanche en el tratamiento del asma
May 19, 2025
Abstracto
AsmaEs una enfermedad respiratoria crónica común caracterizada por inflamación de las vías respiratorias e hiperreactividad, que afecta significativamente la salud global. Las opciones de tratamiento actuales, incluidos los corticosteroides, enfrentan limitaciones debido a las respuestas variables de los pacientes y los efectos secundarios. Este estudio investiga el potencial terapéutico de la hierba tradicional china.Cistanche deserticolaen un modelo de ratón con asma inducida por ácaros del polvo doméstico (HDM). Empleamos un enfoque multidisciplinario, integrando transcriptómica, espectrometría de masas, análisis de redes de coexpresión de genes ponderados (WGCNA) y validación experimental en modelos animales y celulares.
Nuestros hallazgos revelan quecistancheAlivia significativamente la hiperreactividad de las vías respiratorias, la infiltración celular y la sobreproducción de moco en ratones asmáticos. El análisis transcriptómico identificó 643 genes expresados diferencialmente (DEG) ycistancheel tratamiento interrumpió las vías asociadas con IL-4, IL-5 y eosinófilos. El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) sugirió quecistanchepuede estar involucrado en procesos relacionados con los glucocorticoides, lo que indica su potencial como terapia alternativa o complementaria a los corticosteroides tradicionales.
La cromatografía líquida y espectrometría de masas de alta resolución (LC-HRMS) identificó el pinoresinol 4-O- -D-glucopiranósido (PG) como un componente activo clave decistanche, con objetivos asociados principalmente con la vía de señalización PI3K-AKT. El análisis del WGCNA de conjuntos de datos sobre asma identificó el módulo "skyblue" como altamente correlacionado con el asma, destacando la óxido nítrico sintasa inducible (iNOS) como un gen central. El acoplamiento molecular confirmó una fuerte afinidad de unión entre PG e iNOS, ycistancheEl tratamiento redujo la expresión de iNOS, lo que sugiere un posible mecanismo antiinflamatorio.
En conclusión,cistancheexhibe efectos terapéuticos en el asma almodulando las respuestas inmunesyDirigirse a genes y proteínas clave relacionados con el asma.. Nuestro estudio proporciona nuevos conocimientos sobre el uso de productos naturales para el tratamiento del asma y subraya el potencial decistanche como alternativa oagente terapéutico adjunto. Se necesita más investigación para validar estos hallazgos y explorar la integración decistancheen el manejo clínico del asma.
Extracto de Cistanche para el tratamiento deAsma causada por inflamación.
¿Qué nos conviene obtener extracto de cisntanche?
1. Antecedentes de la investigación y cuestión científica
El asma es el más frecuente.enfermedad respiratoria cronica, caracterizado por constricción de las vías respiratorias yinflamación, a menudo empeorado por una secreción excesiva de moco. Las estimaciones mundiales indican que más de 300 millones de personas padecen asma y que su prevalencia aumenta constantemente en todo el mundo (Joan et al., 2017). Esta carga creciente tiene un impacto significativo en las tasas globales de mortalidad y discapacidad (Shin et al., 2023). Actualmente, los tratamientos convencionales dependen en gran medida de medicamentos convencionales como los corticosteroides. Sin embargo, debido a las diferencias en la presentación de la enfermedad y la farmacogenómica, un subconjunto de pacientes, como aquellos con asma no eosinofílica, pueden responder mal al tratamiento con glucocorticoides (Barnes, 2013; Polyxeni et al., 2017). Además, a pesar del cumplimiento de los medicamentos de control, algunos individuos experimentan un control de la enfermedad subóptimo, con síntomas persistentes y que empeoran. Aunque los medicamentos existentes pueden aliviar los síntomas, a menudo causan efectos adversos y tienen una eficacia limitada a largo plazo (Rachel et al., 2021; Kian Fan et al., 2013). Por lo tanto, existe una necesidad urgente de estrategias terapéuticas innovadoras que controlen eficazmente los síntomas del asma y al mismo tiempo se dirijan a los mecanismos moleculares subyacentes.
La Medicina Tradicional China (MTC), con una historia de más de 2000 años, ofrece una perspectiva única sobre el tratamiento de enfermedades. Esto ha llevado al desarrollo de muchas recetas, comoZanthoxylum bungeanum Maximsemillas (ZBMS), que son conocidas por sus efectos terapéuticos sobre el asma (Tang et al., 2014). En los últimos años, la MTC ha ganado atención como un enfoque complementario o alternativo al tratamiento de enfermedades. Estudios realizados en Estados Unidos han demostrado que aproximadamente el 70% de los pacientes con asma incorporan hierbas medicinales en sus planes de tratamiento (Land & Wang, 2018). Numerosos estudios clínicos han demostrado resultados favorables en el tratamiento del asma. Por ejemplo, un ensayo controlado aleatorio multicéntrico reveló que una fórmula compuesta de MTC, Pingchuan Yiqi Granules, alivió eficazmente los síntomas pulmonares, redujo los marcadores inflamatorios y disminuyó la dependencia de los 2-agonistas. En comparación con los 2-agonistas y los corticosteroides, esta fórmula de MTC mostró menos efectos tóxicos y secundarios (Zhang et al., 2018).
Cistanche deserticola, también conocida como "Jin Ya" o "Mo Jing", es una planta herbácea perenne con un hábito de crecimiento parásito. Se distribuye principalmente en regiones áridas del hemisferio norte, y su uso en China se remonta a textos antiguos como elShennong Bencao Jing. cistancheEs muy valorado por su capacidad para mejorar la función renal, mejorar la vitalidad y nutrir la sangre y la esencia (Zhou et al., 2023).
En este estudio, empleamos un enfoque multidisciplinario (que combina transcriptómica, análisis de espectrometría de masas, WGCNA y validación experimental en modelos animales y celulares) para explorar el potencial terapéutico decistancheen asma. Nuestra investigación identificó compuestos activos específicos y aclaró posibles mecanismos de acción (ver Figura 1). Estos hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre el tratamiento del asma dentro del alcance de la MTC y allanan el camino para futuras investigaciones en este campo.
Figura 1. Diagrama del flujo de trabajo de la investigación
A.Utilizando tejidos pulmonares del modelo de asma, realizamos un análisis detallado de la secuenciación del transcriptoma. Esto nos permitió explorar las bases moleculares del asma e identificar objetivos clave regulados porCistanche deserticolatratamiento.
B.Con base en los datos transcriptómicos, empleamos cromatografía líquida y espectrometría de masas de alta resolución (LC-HRMS) para investigar los componentes químicos decistanche. Este análisis se complementó con la detección de compuestos activos a través de la base de datos de Farmacología de Sistemas de Medicina Tradicional China (TCMSP). Este enfoque integrador finalmente condujo a la identificación del pinoresinol 4-O- -D-glucopiranósido (PG) como el principal componente bioactivo decistanche.
C.Para explorar más a fondo objetivos específicos relacionados con el asma, realizamos un análisis de red de coexpresión de genes ponderados (WGCNA). Este análisis utilizó datos de expresión genética para identificar módulos significativamente asociados con la patología del asma. El gen centraliNOS(óxido nítrico sintasa inducible) se identificó mediante un método integrativo mediante la intersección de genes candidatos de cada análisis.
D.Se realizó un estudio de acoplamiento molecular para predecir la afinidad de unión entre el compuesto activo identificado PG e iNOS. A esto le siguió una serie de validaciones experimentales.
02. Hallazgos clave y aspectos destacados
Cistanche alivia los cambios patológicos en ratones asmáticos
Para evaluar los efectos deCistanche deserticolasobre el asma, se establecieron modelos animales con o sincistanchetratamiento, utilizando dexametasona como control positivo (Figura 2A y Figura 1 complementaria). La hiperreactividad de las vías respiratorias (AHR) se evaluó midiendo los valores de Penh (Figura 2B y Figura complementaria 1A). Los resultados mostraron un aumento significativo en los valores de Penh en ratones expuestos a HDM con concentraciones elevadas de acetilcolina en comparación con los ratones de control. Por el contrario, los ratones tratados concistanchedurante la inducción del modelo mostró una marcada reducción en los valores de Penh. Es importante destacar que los ratones tratados concistanchesolo no mostró diferencias significativas en los valores de Penh en comparación con los controles.
Posteriormente, analizamos los recuentos celulares diferenciales en el líquido de lavado broncoalveolar (BALF), incluidas las células totales, los neutrófilos y los eosinófilos (Figura 2C y Figura 1B complementaria). Los resultados indicaron un aumento significativo en el recuento de células, particularmente neutrófilos y eosinófilos, en ratones HDM, lo que refleja una mayor inflamación pulmonar y respuestas alérgicas. Por el contrario, HDM+cistancheLos ratones mostraron una reducción significativa en estas poblaciones de células en BALF.
Además, la tinción histopatológica de los tejidos pulmonares (Figura 2D y Figura 1C complementaria) reveló puntuaciones de inflamación significativamente mayores en ratones expuestos a HDM, que regresaron a los niveles iniciales después decistancheintervención. La tinción con PAS confirmó estos hallazgos al mostrar un aumento significativo en la distribución de células caliciformes y la secreción de moco en ratones HDM, que se redujo despuéscistanchetratamiento. En particular, dosis bajascistanche, particularmente a 20 mg/kg, no mostraron mejoras significativas en la AHR o las características histopatológicas, lo que indica un efecto dependiente de la dosis (Figura 1 complementaria).
Además, se midieron los niveles de IgE, IL-5 y IL-13 (Figura 2E), lo que muestra niveles elevados en ratones HDM que se revirtieron después decistanchetratamiento.
Figura 2. Cistanche alivia los cambios patológicos en ratones asmáticos.
A. Construcción del modelo de asma.
B. Valores de Penh para cada grupo de ratones expuestos a diferentes dosis de acetilcolina.
C. Recuento de células BALF, incluidas células totales, neutrófilos y eosinófilos.
D. Secciones de pulmón de cada grupo teñidas con H&E y PAS.
E. Resultados de ELISA que muestran niveles séricos de IgE y IL-5/IL-13 en BALF.
Barra de escala: 50 μm. Todos los datos presentados en este estudio representan al menos tres experimentos independientes y se expresan como media ± desviación estándar (DE).
El análisis transcriptómico revela los efectos terapéuticos de Cistanche en ratones asmáticos
Para explorar más a fondo los efectos terapéuticos decistancheEn el caso del asma, la secuenciación del transcriptoma se realizó en tejidos pulmonares de ratones expuestos a HDM solo y de aquellos expuestos tanto a HDM como a HDM.cistanche. Un total de643 genes expresados diferencialmente (DEG)fueron identificados, incluyendo324 regulado al alzay319 regulado a la bajagenes (p <0,05, |logFC| mayor o igual a 0,5, Figura 3A). Un mapa de calor ilustró los niveles de expresión de los 20 genes principales regulados hacia arriba y hacia abajo (Figura 3B).
Luego se realizaron análisis de enriquecimiento de Gene Ontology (GO) y Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) en los DEG. Los genes regulados positivamente se enriquecieron principalmente en vías relacionadas con respuestas virales, señalización mediada por interferón, señalización del receptor tipo NOD y señalización IL-17 (Figuras 3C y 3D). Por el contrario, los genes regulados negativamente se asociaron con la división nuclear, la interacción entre citocinas y receptores de citocinas y las vías de señalización del receptor de células T (Figuras 3E y 3F).
Un análisis más detallado utilizando el análisis de variación del conjunto de genes (GSVA) mostró que elVÍA DE LOS EOSINÓFILOSLa puntuación GSVA se redujo en ratones cotratados con HDM ycistanche, en comparación con ratones que solo recibieron HDM, lo que coincide con la reducción observada de eosinófilos en BALF (Figuras 3G y 3H). Además, se descubrió que las vías estrechamente asociadas con el asma alérgica, como la señalización IL-5 y IL-4, estaban reguladas negativamente después decistanchetratamiento (Figura 3H).
Finalmente, el análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) reveló quecistancheEl tratamiento estuvo involucrado en procesos relacionados conseñalización de glucocorticoidesycitoquinas inmunes tipo 2, los cuales están estrechamente relacionados con la fisiopatología del asma (Figura 4).
El análisis LC de enlace simple HRMS revela los componentes activos de Cianche. A. Cromatograma de iones totales del extracto de Cistanche deserticola monitoreado en modo de iones positivos. B y C. Cromatogramas iónicos de PG en modo de iones positivos. D. Perfil MSMS de PG.
Figura 6. Ingredientes activos de Cianche revelados mediante análisis LC-HRMS simple. ANUNCIO. Análisis de enriquecimiento de objetivos de EP, incluidos GO, KEGG, vías Reactome y conjuntos de genes WikiPathways.
