Los extractos de Cistanche Deserticola pueden antagonizar la inmunosenescencia y extender la vida útil en ratones propensos a la senescencia acelerada del ratón 8 (SAM-P8)

Ke Zhang, Xu Ma, Wenjun He, Haixia Li, Shuyan Han, Yong Jiang, Hunan Wu, Li Han, Tomohiro Ohno, Nobuo Uotsu, Kohji Yamaguchi, Zhizhong Ma y Pengfei Tu

1 Departamento de Medicina Natural, Facultad de Ciencias Farmacéuticas, Universidad de Pekín, No. 38 Xueyuan Road, Pekín 100191, China

2 Centro analítico médico y saludable, Universidad de Pekín, No. 38 Xueyuan Road, Pekín 100191, China

3 Facultad de Investigación Fundamental, Instituto de Investigación Fancl, Corporación FANCL, 12-13 Kamishinano, Totsuka-Ku, Yokohama, Kanagawa 244-0806, Japón

4 Departamento de Integración de Medicina Tradicional China y Occidental, Facultad de Ciencias Médicas Básicas, Universidad de Pekín, No. 38 Xueyuan Road, Pekín 100191, China

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Las 8 subcepas de ratón propensas a la senescencia acelerada (SAM-P8), ampliamente aceptadas como modelo animal para estudiar el envejecimiento y los fármacos antienvejecimiento, se utilizaron para examinar los efectos de la suplementación dietética con extractos deCistanchedeserticola(ECD) que se ha utilizado ampliamente en la medicina tradicional china debido a su capacidad percibida para promover la función inmunológica en los ancianos. Se trataron ratones macho SAM-P8 de ocho meses de edad con ECD mediante administraciones orales diarias durante 4 semanas. Los resultados mostraron que la suplementación dietética de 150 mg/kg y 450 mg/kg de ECD podría prolongar la vida útil medida por el análisis de supervivencia de Kaplan-Meier de manera dependiente de la dosis. Se demostró que la suplementación dietética de ratones SAM-P8 durante 4 semanas con 100, 500 y 2500 mg/kg de ECD resultó en aumentos significativos en las poblaciones de células T ingenuas y asesinas naturales en la sangre y el bazo. Por el contrario, las células T de memoria periférica y la citocina proinflamatoria, IL-6 en suero, se redujeron sustancialmente en los ratones que ingirieron 100 y 500 mg/kg de ECD al día. Además, las células Sca-1 positivas, los progenitores reconocidos de las células T vírgenes periféricas, se restauraron en paralelo. Nuestros resultados brindan un claro apoyo experimental para estudios observacionales clínicos de larga data que muestran queCistanchedeserticolaposee efectos significativos en la extensión de la esperanza de vida y sugiere que esto se logra antagonizando la inmunosenescencia.

Cistanchepuedenantienvejecimientoyblanquear la piel

Introducción

Cistanchedeserticola, uno de los medicamentos/productos para la salud a base de hierbas tradicionales chinas más populares, ha sido descrito en varias farmacopeas históricas de hierbas chinas como poseedor de propiedades antienvejecimiento. En consecuencia, se ha utilizado ampliamente en China para el tratamiento de diversos trastornos relacionados con la edad, como la demencia senil, la impotencia, la infertilidad, las infecciones crónicas y los trastornos hematopoyéticos en los ancianos [1]. Los enfoques químicos modernos han permitido aislar dos tipos principales de compuestos, glucósidos feniletanoides y oligosacáridos, como los principales ingredientes activos deCistanchedeserticola[1]. En la ultima década,Cistanchedeserticolay sus extractos se han estudiado intensamente y se ha demostrado que son capaces de proteger a las neuronas del daño inducido por neurotoxinas [2], inhibir la hepatotoxicidad inducida por tetracloruro de carbono [2] y promover la recuperación de las células de la médula ósea del daño por radiación inducido por Co60 [3] . También se ha demostrado que tiene efectos antiinflamatorios, antioxidantes y antienvejecimiento [4]. Sin embargo, no se han probado rigurosamente si Cistanche deserticola puede aumentar la esperanza de vida y cuáles son los mecanismos moleculares subyacentes [3] asociados con sus propiedades antienvejecimiento.

La inmunosenescencia, es decir, la alteración del sistema inmunitario con la edad, constituye el trasfondo contra el cual se ha observado una mayor susceptibilidad a infecciones, cáncer, enfermedades neurodegenerativas y enfermedades autoinmunes en los ancianos [5]. Se ha informado que las intervenciones terapéuticas, como la restricción calórica [6] y la suplementación con vitamina E, son efectivas para retrasar la progresión de la inmunosenescencia y, por lo tanto, reducir la morbilidad de algunas enfermedades relacionadas con la edad, así como prolongar la vida útil de humanos y roedores. [7, 8]. Sin embargo, los estudios en esta área se complican por el hecho de que el envejecimiento está asociado con la paradoja de la inmunodeficiencia simultánea y la inflamación crónica [9]. Esto significa que la simple estimulación de la proliferación de linfocitos o la antiinflamación no representan intervenciones terapéuticas ideales para tratar el envejecimiento y las afecciones relacionadas con la edad [10]. En consecuencia, en la búsqueda de intervenciones médicas capaces de prevenir o aliviar las afecciones relacionadas con la edad, incluidas las infecciones, el cáncer, las enfermedades autoinmunes, la aterosclerosis y las enfermedades neurodegenerativas que son las principales causas de muerte y discapacidad, y la reparación de los defectos del sistema inmunitario debe ir acompañada de una inhibición de respuestas inflamatorias.

El ratón con senescencia acelerada [11] es un modelo de ratón consanguíneo, derivado de la cepa AKR/J, que se usa ampliamente en estudios sobre el envejecimiento. La subcepa P8 (SAM-P8) de estos ratones tiene una vida útil notablemente más corta en comparación con la subcepa R1 (SAM-R1), que también muestra un proceso de envejecimiento más lento [12]. Paralelamente a su envejecimiento prematuro, los ratones SAM-P8 también exhiben una mayor senescencia neurológica, inmunosenescencia y déficits hematopoyéticos relacionados con la edad que imitan de cerca las características típicas del envejecimiento humano [13, 14]. El análisis de los mecanismos subyacentes responsables del proceso de envejecimiento acelerado y los trastornos relacionados con la edad indican que la disfunción mitocondrial [15], el estrés oxidativo y el aumento de la tasa de mutación del ADN somático parecen estar involucrados [16, 17]. Este sistema de ratón, con su fondo genético homogéneo, por lo tanto, proporciona un excelente modelo experimental para estudiar el envejecimiento y la terapia antienvejecimiento [12]. Este estudio se ha centrado en investigar si los extractos de Cistanche deserticola pueden prolongar la vida útil de los ratones SAM-P8 y revertir su estado de inmunosenescencia.

cistancheechinacósidopuedenantienvejecimiento

Resultados

3.1. Análisis de Potenciales Componentes Activos en Extractos de Cistanche deserticola (ECD). Como se muestra en la Tabla 1, ECD se compone principalmente de dos tipos de compuestos, glucósidos feniletanoides y oligosacáridos. En los glucósidos feniletanoides se han identificado el equinacósido, el acteósido y el ácido 8-epilogánico, mientras que en los oligosacáridos sólo se ha identificado el galactitol.

3.2.El impacto de los extractos de Cistanche deserticola en el promedio de vida útil de los ratones SAM-P8. Para este y estudios posteriores, se dividieron ratones macho SAM-P8 de ocho meses de edad en 4 grupos. Entre ellos, un grupo de ratones fue alimentado con una dieta normal sin ECD, los otros 3 grupos ingirieron por separado las dietas que contenían diferentes proporciones de ECD. Los ratones de la subcepa SAM-R1, que tienen un proceso de envejecimiento y una vida útil normales, se utilizaron como grupo de control en todos los experimentos.

En comparación con el grupo de control SAM-R1, la vida media de los ratones SAM-P8 se redujo significativamente (Figura 1(a); 𝑃 < 0.001).="" aunque="" la="" suplementación="" de="" la="" dieta="" con="" la="" dosis="" baja="" (50="" mg/kg)="" de="" ecd="" no="" produjo="" un="" aumento="" significativo="" en="" la="" esperanza="" de="" vida="" de="" los="" ratones="" sam-p8,="" en="" la="" dosis="" media="" (150="" mg/kg)="" y="" alta="" (450="" mg/ml)="" suplementaria="" dosis="" hubo="" un="" aumento="" dependiente="" de="" la="" dosis="" en="" la="" esperanza="" de="" vida="" (figuras="" 1(a)="" y="" 1(b);="" 𝑃="">< 0.05–0.01)="" que="" fue="" confirmado="" por="" el="" análisis="" de="" supervivencia="" de="" kaplan-meier,="" que="" incluyó="" el="" uso="" de="" log-rank="" (="" mantel-cox)="" y="">

3.3. Reversión de la inmunosenescencia en ratones SAM-P8 por extractos de Cistanche deserticola (ECD). Una disminución de los linfocitos T vírgenes periféricos y el aumento concomitante de los linfocitos T de memoria periféricos son características destacadas de la inmunosenescencia que se consideran ampliamente como las principales razones subyacentes de las anomalías inmunológicas relacionadas con la edad. Esta inmunosenescencia en SAM-P8 en relación con los animales SAM-R1 fue claramente evidente cuando se utilizó el análisis FACS para enumerar linfocitos (CD3 más CD44bajo CD45RBalto) como indicador de células T vírgenes y linfocitos (CD3 más CD44alto CD45BRbajo) como indicador de memoria T. células. Por lo tanto, tanto en la sangre periférica (Figura 2) como en las poblaciones de células del bazo (Figura 3) se observaron niveles reducidos de células T vírgenes y niveles aumentados de células T de memoria en ratones SAM-P8. Se encontró que la suplementación de la dieta de ratones SAM-P8 con ECD era capaz de revertir estos indicadores de inmunosenescencia de una manera dependiente de la dosis tanto en poblaciones de sangre periférica (Figura 2) como de células de bazo (Figura 3). Como indicador adicional de la reversión de la inmunosenescencia por la suplementación de la dieta con ECD, se analizó el nivel de células asesinas naturales [18], un importante marcador celular del sistema inmunitario innato. Esto mostró que la suplementación de la dieta ECD dio como resultado un aumento dependiente de la dosis en las células NK (CD3 más CD49 más) en las poblaciones de linfocitos tanto de la sangre periférica (Figura 4) como de las células del bazo (Figura 5).

3.4. Los extractos de Cistanche deserticola fortalecen la intensidad de fluorescencia relativa de las células Sca-1 positivas en ratones SAM-P8. El antígeno de células madre-1 (Sca-1) es uno de los biomarcadores más destacados de las células madre hematopoyéticas (HSC) en las poblaciones de células de la médula ósea. Las células Sca-1 positivas también representan progenitores de linfocitos que se han exportado recientemente desde la médula ósea a la sangre periférica, donde experimentan una mayor diferenciación en varios tipos de linfocitos maduros. En consecuencia, estas células Sca-1 positivas representan la principal fuente de linfocitos T vírgenes en sangre periférica. La figura 6 muestra que, en comparación con los ratones de control SAM-R1, la intensidad de fluorescencia relativa de las células positivas para Sca-1 en los ratones SAM-P8 fue sustancialmente menor. Se demostró que la suplementación de la dieta de ratones SAM-P8 con tres dosis diferentes de ECD mejora significativamente la intensidad de fluorescencia relativa de las células positivas para Sca-1 (Figura 6).

3.5. Los extractos de Cistanche deserticola (ECD) promueven la apoptosis e inhiben la necrosis de los linfocitos en ratones SAM-P8. Los niveles de necrosis y apoptosis en las poblaciones de linfocitos en sangre se analizaron mediante doble tinción con Anexina V-FITC V/PI. Esto reveló que la proporción de linfocitos necróticos en ratones SAM-P8 fue significativamente mayor que en los animales de control SAM-R1, mientras que la proporción de linfocitos apoptóticos fue menor (Figura 7). La suplementación de la dieta de ratones SAM-P8 con tres dosis diferentes de ECD fue capaz de inhibir los niveles de necrosis observados en las poblaciones de linfocitos periféricos, mientras que solo los dos niveles más altos de suplementación de ECD produjeron un cambio significativo en el nivel de linfocitos apoptóticos (Figura 7).

cistanchepuedenantioxidante

3.6. Los extractos de Cistanche deserticola (ECD) reducen la citocina proinflamatoria IL-6 en ratones SAM-P8. Como indicador adicional de la capacidad de ECD para influir en los cambios relacionados con la edad en el sistema inmunológico, el efecto de la suplementación de la dieta ECD en el nivel de varias citoquinas (IFN-𝛾, TNF-𝛼, IL-2, IL{ {9}}, IL{{10}}, GM-CSF e IL-3) mediante un análisis de matriz de perlas citométricas (CBA), que implica la tinción con anticuerpos marcados con tinte fluorescente acoplados con perlas de citometría de captura. Los resultados (Figura 8) mostraron que la citoquina inflamatoria IL-6 no aumentó en ratones SAM-P8 de 8-meses de edad en comparación con ratones SAM-R1 de control de la misma edad, pero aumentó significativamente cuando en comparación con ratones SAM-R1 de 6-meses de edad (no se muestran los resultados). Sin embargo, la suplementación dietética con dosis altas y medias de ECD pudo producir una disminución estadísticamente significativa en los niveles plasmáticos de IL-6 (Figuras 8(a) y 8(b), 𝑃 < 0.05).="" los="" niveles="" plasmáticos="" de="" las="" otras="" citoquinas="" examinadas="" (ifn-𝛾,="" tnf-𝛼,="" il-2,="" il-10,="" gm-csf="" e="" il-3)="" no="" mostraron="" variaciones="" significativas="" entre="" sam-="" grupos="" de="" ratones="" tratados="" con="" p8,="" sam-r1="" y="" ecd="" (datos="" no="">

4. Discusión

La defensa inmunitaria contra los nuevos microorganismos invasores o las células tumorales endógenas depende de la diversidad del repertorio de células T, que a su vez se basa en la generación y el mantenimiento de células T vírgenes [19]. Durante el proceso de envejecimiento, se ha demostrado que la diversidad del repertorio de células T se reduce drásticamente debido al agotamiento progresivo de las células T vírgenes en la reserva periférica. Se cree que esta escasez de células T vírgenes sensibles es la responsable de la susceptibilidad de las personas mayores a las infecciones, el cáncer y los malos resultados después de la vacunación [20]. Varias intervenciones, incluida la restricción calórica [7], el ejercicio [21] y la suplementación con vitamina E [8], se han utilizado con éxito para reponer las células T vírgenes y, por lo tanto, prolongar la vida útil y reducir la aparición de infecciones y cáncer entre los ancianos. En este estudio, hemos demostrado que ECD es capaz de aumentar el nivel de células T vírgenes en el grupo periférico y hubo una prolongación concomitante de la vida útil y una reducción en la frecuencia de formación de tumores en ratones con senescencia acelerada (grupo terapéutico ECD versus SAM-P8, 0 contra 1/6). Por lo tanto, parece razonable concluir que la capacidad de ECD para revertir el agotamiento dependiente de la edad de las células T vírgenes periféricas puede contribuir a sus efectos conocidos en la reducción de enfermedades relacionadas con la edad que se derivan de observaciones clínicas a largo plazo.

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Referencias

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