El echinacósido de cistanche tubulosa trata eficazmente la osteoporosis

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Parte Ⅰ: Eficacia y seguridad del echinacósido en un modelo de osteopenia de rata

Xiaolin Yang, 1 Fei Li, 2 Yanan Yang, 3 Jinyang Shen, 2 Run Zou, 2 Panpan Zhu, 2 Chunfeng Zhang, 2 Zhonglin Yang, 2 y Ping Li

Este estudio tuvo como objetivo investigar la eficacia y seguridad deEchinacoside(ECH) usando un modelo de rata con osteopenia. Se dividieron aleatoriamente ratas Sprague-Dawley hembra de cuarenta y ocho 6-meses de edad en un grupo con operación simulada (SHAM) y cinco subgrupos OVX (ovariectomizados): SHAM con vehículo 0.5 por ciento de carboximetilcelulosa sódica ( 0.5 por ciento CMC-Na) y OVX con vehículo (OVX), OVX con 17 estradiol (E2) y OVX conECH (echinacósido) de dosis graduadas (ECH (echinacósido)ECH-L, ECH-M y ECH-H). Los efectos de la ECH(echinacósido)y E2 en los parámetros bioquímicos del suero, la densidad mineral ósea (DMO), las propiedades biomecánicas óseas, la microarquitectura ósea y la inmunohistoquímica, y también se evaluaron las evaluaciones de seguridad. Los resultados mostraron que ECH(echinacósido)los tratamientos mejoraron la DMO total del fémur, la microarquitectura ósea y las propiedades biomecánicas y redujeron los niveles de marcadores séricos en comparación con el grupo OVX. Además, ECH (echinacósido)la administración aumentó significativamente el nivel de osteoprotegerina (OPG) y disminuyó el nivel del receptor activador del ligando del factor nuclear (RANKL) en el suero, así como en el fémur proximal. En tono rimbombante,ECH (echinacósido)el tratamiento mejoró los parámetros de lípidos sin la incidencia general de eventos adversos del útero y la glándula mamaria en comparación con los grupos OVX y SHAM. Este estudio demostró que la administración deECH (echinacósido) durante 12 semanas puede prevenir con eficacia y seguridad inducido por OVXosteoporosisen ratas mediante el aumento de la relación OPG/RANKL.

cistanche echinacoside puede tratar la osteoporosis

1. Introducción

Osteoporosises un tipo de trastorno metabólico esquelético caracterizado por la reducción de la masa ósea y el deterioro de la microarquitectura del tejido óseo, lo que puede provocar fragilidad esquelética y fracturas. Ya se ha convertido en una de las principales amenazas para la salud de la población que envejece [1, 2], como lo demuestra una prevalencia estimada de 200 millones de personas en todo el mundo, y los costos anuales asociados a esta enfermedad han superado aproximadamente los 10 000 millones de dólares [ 3, 4]. La depleción de estrógenos interrumpe la homeostasis ósea, alterando la diferenciación y la actividad de los osteoblastos y los osteoclastos y, por lo tanto, desempeñó un papel muy importante en el inicio y desarrollo deosteoporosisy se ha demostrado que es un factor de riesgo importante para el desarrollo de posmenopausiaosteoporosisen mujeres [5, 6]. Los ésteres de estradiol y los estrógenos conjugados tienen fuertes efectos supresores sobreosteoporóticoactividades en el hueso [7]. Actualmente, la administración de bisfosfonatos y la terapia de reemplazo de estrógenos (ERT) son dos formas principales de tratamiento y prevención de laosteoporosise incluso reducir la incidencia de fracturas en posmenopáusicasosteoporosismujeres [8, 9]. Sin embargo, los bisfosfonatos conducen a la fractura atraumática del hueso como consecuencia de un estado adinámico similar al descrito en pacientes en hemodiálisis de mantenimiento crónico [10], y los tratamientos con estrógenos a largo plazo se acompañan de efectos secundarios no deseados, especialmente la mayor incidencia de enfermedad coronaria. cáncer de mama invasivo, accidente cerebrovascular, embolia pulmonar, cáncer de endometrio, cáncer colorrectal y fractura de cadera [11]. Por lo tanto, nuevas estrategias de tratamiento efectivas y seguras paraosteoporosisson muy necesarios.

La Cistanche tubulosa (Schrenk) R. Wight (planta parásita de Orobanchaceae)está ampliamente distribuida en el norte de África y los países asiáticos, y los tallos de C. tubulosa se usan comúnmente para tratar la deficiencia renal y las enfermedades neurodegenerativas como agente promotor [12].ECH (echinacósido) (Figura 1) es uno de los componentes principales de una famosa medicina tradicional china HerbaCistanches(los tallos deCistanchedesertica,Cistanchesalsa, oCistanchetubulosa) [13]. La investigación demostró queECH (echinacósido), como compuesto polifenólico natural, tiene varios tipos de actividades farmacológicas, como antioxidantes, antiinflamatorias, neuroprotectoras, hepatoprotectoras, captadoras de radicales de óxido nítrico [14] y vasodilatadoras [15]. Actualmente, no hay informes disponibles sobre los efectos terapéuticos deECH (echinacósido) y su rescateECH (echinacósido) enosteoporosisen modelos de ratas OVX.

Figura 1: Estructura química del equinacósido de cistanche tubulosa

Nuestro estudio anterior mostró queECH (echinacósido)puede estimular la regeneración ósea mediante el aumento de la relación OPG/RANKL en las células MC3T3-E1 [16]. Esto sugiere queECH (echinacósido)amerita una mayor investigación. Para investigar esto más a fondo, llevamos a cabo experimentos en un modelo de rata OVX [17], un modelo estándar para la investigación de morfología yECH (echinacósido)cambios después de diferentes tratamientos paraosteoporosis. En este informe, evaluamos los efectos de 12 semanas deECH (echinacósido)tratamientos para parámetros bioquímicos en suero, calidad ósea, microarquitectura ósea e inmunohistoquímica, así como indicadores de seguridad que incluyen parámetros lipídicos, antígeno carcinoembrionario (CEA) y antígeno canceroso 125 (CA-125) niveles en suero y útero y mama histología de la glándula en ratas OVX. Lo que es más importante, primero informamos el efecto deECH (echinacósido)en el sistema OPG/RANKL examinando los niveles de OPG/RANKL en suero y hueso.

Cistanche tubulosa

2. Materiales y métodos

2.1. Materiales Vegetales y Animales.

Los tallos frescos de laCistanchetubulosa(Schrenk) R. Wight, cosechadas en noviembre de 2010 en Xinjiang, China, se compraron en el Instituto de Ecología y Geografía de la Academia de Ciencias de China en Xinjiang, China. Los materiales fueron identificados por el profesor Ping Li, Escuela de Medicina Tradicional China, Universidad Farmacéutica de China. El espécimen de comprobante (No.02369433) se ha depositado en nuestro laboratorio en la Universidad Farmacéutica de China.

Todos los materiales se secaron a temperatura ambiente hasta peso constante.ECH (echinacósido)se separó y purificó a partir de un extracto etanólico deCistanchetubulosa(Schenk) R. Wight por nuestro laboratorio de acuerdo con un método informado previamente [18] con una ligera modificación, y su estructura fue confirmada por espectroscopía UV, IR, MS y NMR. Su pureza (98,5 por ciento) se determinó mediante HPLC Agilent Serie 1260 con detector DAD (Agilent Scientific, Co., EE. UU.). Se usó 17-estradiol (E2, Sigma; pureza mayor o igual al 98 por ciento) como control positivo.

Echinacósido de Cistanche tubulosa

2.2. Tratamiento Farmacéutico.

Las ratas se dividieron aleatoriamente en seis grupos (8 ratas en cada grupo): cirugía simulada (SHAM), ovariectomización bilateral (OVX), tratamiento con OVX y E2, y otros tres OVX y diferentes dosis deECH (echinacósido)grupos de tratamiento. Todas las ratas se anestesiaron mediante inyección intraperitoneal (ip) de 300 mg/kg de hidrato de cloral (Sinopharm, China) y luego se ovariectomizaron en la semana 0 y el grupo SHAM se sometió a una ovariectomía simulada. El procedimiento quirúrgico se realizó en condiciones asépticas siguiendo el protocolo de Cuidado Animal de la Universidad Farmacéutica de la Universidad de China. Las ratas se dejaron sin tratar durante 4 semanas para permitir que las ratas se recuperaran y desarrollaran osteopenia. Después de 4 semanas, las ratas del grupo OVX y E2 recibieron administraciones intragástricas (ig) diarias de E2 (50 g/kg/día) durante 12 semanas; las ratas simuladas y OVX se sometieron a la administración intragástrica diaria de CMC-Na al 0,5 por ciento (Sinopharm, China) como vehículo. E2 yECH (echinacósido)se disolvieron en un vehículo de 0.5 por ciento CMC-Na, y las ratas en el OVX yECH (echinacósido)grupos recibieron administraciones diarias de ig deECH (echinacósido)(ECH-L, 30 mg/kg/día; ECH-M, 90 mg/kg/día; y ECH-H, 270 mg/kg/día) durante 12 semanas, respectivamente. El peso corporal se midió semanalmente y elECH (echinacósido)la dosis se ajustó en consecuencia.

2.3. Eutanasia Animal y Recolección de Muestras.

En la necropsia, se recogió sangre de la arteria carótida bajo anestesia general temprano en la mañana. La sangre se dejó coagular y se centrifugó a 3,000 ×g durante 10 min. El suero se recolectó y almacenó a -20∘C hasta que se usó para ensayos bioquímicos. Después de la eutanasia de los animales, se aislaron los fémures para BMD, Micro-CT y ECH (echinacósido) y análisis inmunohistoquímico, y las glándulas mamarias y el útero se extrajeron, se liberaron de grasa y se fijaron en fosfato de sodio (PBS) solución de formaldehído tamponado al 10 por ciento (PH 7.4) y luego se almacenaron a 4∘C hasta que se usaron para la evaluación histológica e inmunohistoquímica para evaluar la seguridad deECH (echinacósido)

2.4. Evaluación de la eficacia.

2.4.1. Análisis bioquímico del suero.

Se sabe que la fosfatasa alcalina (ALP) está asociada con el metabolismo óseo y la diferenciación de los osteoblastos y su actividad es uno de los indicadores más comunes de la diferenciación de los osteoblastos y las propiedades osteogénicas [19]. Por lo tanto, el nivel de ALP en suero se determinó usando un kit de ensayo de actividad de ALP (Nanjing Jiancheng Bioengineering Institute; Nanjing, China). La fosfatasa ácida resistente al tartrato 5b (TRACP-5b), secretada por los osteoclastos, se correlaciona con la actividad de reabsorción ósea en el metabolismo óseo anormal [20]. Para los marcadores de resorción ósea, se midieron los niveles de TRACP-5b con kits de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) (R&D Systems Inc.) en suero. También se ensayaron OPG y RANKL en suero con kits ELISA (R&D Systems Inc.). Todas las mediciones de los kits ELISA se realizaron de acuerdo con los protocolos proporcionados por los fabricantes.

2.4.2. Medición de la densidad mineral ósea.

La densidad mineral ósea (DMO) del fémur total derecho se midió utilizando la absorciometría de rayos X de energía dual Discovery W (DEXA, Hologic Inc., Boston MA, EE. UU.) equipada con el software apropiado (edición 13.1.2) para la evaluación de la densidad ósea en pequeños animales de laboratorio. Después del escaneo, se obtuvo la DMO en el fémur derecho total para el análisis estadístico. El investigador que realizó la medición desconocía los tratamientos que habían recibido las ratas.

2.5. Estadísticas.

Todos los resultados se presentan como media ± desviación estándar (DE). Las diferencias estadísticas entre el control simulado, el control OVX y los diferentes grupos de tratamiento se analizaron mediante análisis de varianza unidireccional (ANOVA) seguido de comparaciones múltiples post hoc mediante la prueba t de diferencia mínima significativa (LSD) de Fisher. Todos los cálculos se realizaron con SPSS versión 15.0 para Windows (SPSS, Chicago, IL, EE. UU.). En todos los análisis, un valor P de<0.05 was="" considered="" to="" be="" statistically="">

3. Resultados

3.1. Evaluación de la efectividad

3.1.1. Análisis bioquímico del suero.

Los niveles séricos de ALP y los marcadores de recambio óseo TRACP-5b se evaluaron al final del tratamiento, OVX resultó en un aumento significativo en los niveles séricos de ALP y TRACP-5b en comparación con los grupos con cirugía simulada. Después de la administración de Echinacoside o E2, los niveles séricos de ALP y TRACP-5b se redujeron significativamente en los tres grupos de Echinacoside o E2. Además, la dosis alta de Echinacoside tuvo los niveles significativamente más bajos de 25,82 por ciento y 38,05 por ciento en comparación con el grupo OVX (P< 0.01).="" all="" three="" doses="" of="" echinacoside="" treatments="" had="" a="" similar="" effect="" as="" e2="" in="" changing="" bone="" turnover="" markers="">< 0.05).="" at="" the="" end="" of="" the="" protocol,="" assays="" for="" serum="" opg="" and="" rankl="" levels="" were="" performed.="" all="" doses="" of="" echinacoside="" treatment="" groups="" had="" significantly="" higher="" levels="" of="" opg="" and="" opg/rankl="" ratios,="" as="" well="" as="" significantly="" lower="" rankl="" levels="" than="" e2-treated="" or="" vehicle-treated="" ovx="" groups="" (table="" 1).="" the="" highest="" levels="" of="" opg="" and="" opg/rankl="" ratios="" were="" observed="" in="" the="" ech-h="">(equinacósido) grupo de tratamiento, 150,14 por ciento y 197,64 por ciento, respectivamente, en comparación con el grupo OVX (P<0.01). however,="" no="" differences="" in="" rankl="" levels="" and="" the="" opg/rankl="" ratio="" were="" observed="" in="" the="" e2="" group,="" as="" compared="" with="" the="" ovx="">

3.1.2. Evaluación de la DMO.

Los resultados de la DMO total del fémur por DXA se presentaron en la Tabla 2. Como era de esperar, la DMO total del fémur disminuyó con OVX en comparación con el grupo SHAM (P< 0.01).="" however,="" all="" the="" treated="" groups="" significantly="" increased="" bmd="" than="" the="" ovx="" group="" after="" 12="" weeks="" of="" treatment="">< 0.01),="" but="" no="" significant="" difference="" was="" found="" between="" treated="" groups.="" the="" three="">(equinacósido)Los grupos tratados aumentaron la DMO total del fémur al 109,25 %, 115,27 % y 124,53 %, respectivamente, en comparación con el grupo OVX. E2 aumentó la DMO total del fémur a 113,82 por ciento en comparación con el grupo OVX.

3.1.3. Tomografía micro computarizada (Micro-CT).

La exploración por micro-CT es un método muy preciso para medir la arquitectura vertebral porque cuantifica la estructura trabecular en tres dimensiones. Los resultados cuantitativos de la región metafisaria cercana a la placa de crecimiento del fémur distal de la evaluación Micro-CT se expresaron como BV/TV, Tb. N, Tb.Sp, Tb.Th y SMI en la Tabla 2. Los parámetros de Micro-CT trabecular en la Tabla 2 mostraron que OVX causó disminuciones significativas en BV/TV, Tb. N, y Tb.Th y aumentos en Tb.Sp y SMI (P< 0.01).="" furthermore,="" the="" indices="" bv/tv,="" tb.="" n,="" and="" tb.="" thin="" ech-h="">(equinacósido)fueron significativamente más altos que los del grupo OVX (P< 0.01="" for="" bv/tv,="" and="" tb.th,="">< 0.05="" for="" tb.n),="" and="" ech-h="">(equinacósido)el tratamiento aumentó significativamente los valores de BV/TV en un 169,23 por ciento, Tb.N en un 157,73 por ciento y Tb. Th en un 148,23 por ciento en comparación con el grupo OVX. Además, ECH-H también evitó un aumento inducido por OVX en los niveles de Tb.Sp y SMI (P<0.01 for="" tb.sp,="">< 0.05="" for="" smi).="" the="" preventive="" effects="" of="" echinacoside="" on="" trabecular="" bone="" mass="" and="" microarchitecture="" deterioration="" are="" further="" proved="" by="" the="" 3d="" micro-ct="" images="" (ovx="" group="" presented="" a="" notable="" reduction="" in="" the="" trabecular="" number="" and="" trabecular="" area="" when="" compared="" with="" the="" sham="" group.="" echinacoside="" and="" e2="" partially="" prevented="" ovx="" induced="" bone="" loss="" and="" significantly="" improved="" the="" trabecular="" bone="" mass="" and="">

3.1.4. Flexión de tres puntos del fémur.

Los resultados del experimento biomecánico de flexión de tres puntos se muestran en la Tabla 2. Se observaron disminuciones significativas en la carga última, la rigidez y la absorción de energía en el grupo OVX en comparación con el grupo SHAM (P< 0.01).="" echinacoside="" treatment="" improved="" bone="" mechinacosideanical="" strength,="" evidenced="" by="" increased="" levels="" of="" ultimate="" load,="" stiffness,="" and="" energy="" absorption=""><0.01 for="" ultimate="" load="" and="" energy="" absorption,="">< 0.05="" for="" stiffness);="" however,="" no="" significant="" difference="" was="" observed="" among="" the="" three="">EC (equinacósido)-grupos tratados. Los valores mEchinacosideanical de la ECH-H(equinacósido)grupo tratado se incrementó en un 55,51 por ciento para la carga máxima, 34,05 por ciento para la rigidez y 183,33 por ciento para la absorción de energía en comparación con el grupo OVX tratado con vehículo (P<0.01). e2="" increased="" ultimate="" load="" by="" 49.51%,="" stiffness="" by="" 28.63%,="" and="" energy="" absorption="" by="" 55.56%="" compared="" to="" the="" ovx="" group,="" respectively,="" but="" its="" effect="" on="" mechinacosideanical="" values="" was="" less="" than="" the="">ECH-H (equinacósido)grupo.

3.2. Evaluación de la seguridad

3.2.1. Análisis de suero.

Se resumen los efectos sobre el perfil lipídico. En la semana 12, E2 mostró aumentos desde el inicio en los niveles de TC y TG. Tres dosis de ECH (equinacósido)(ECH-L,ECH-M, yECH-H) redujo los niveles de TC y TG en comparación con los grupos OVX y SHAM. Además, el ECH-H(equinacósido)grupo disminuyó significativamente los niveles de TG en un 30,87 por ciento en comparación con OVX (P< 0.05),="" or="" by="" 19.07%="" versus="" the="" sham="" group="">< 0.05).="" moreover,="" the="" effects="" of="">EC (equinacósido) -TierraEC (equinacósido)-M en los niveles de TG fueron marginales. Al final del protocolo, las mediciones de los niveles séricos de CEA y CA-125 se recopilaron como se muestra en la Tabla 3. El grupo E2 aumentó significativamente los niveles de CEA y CA-125 en un 54,38 % y un 59,58 % en comparación con OVX ( PAGS< 0.01),="" or="" by="" 49.53%,="" 28.87%="" versus="" sham="" group="">< 0.01).="" all="" doses="" of="" ech="">equinacósido) administración resultó en una notable reducción en los niveles séricos de CA-125 (P< 0.05)="" compared="" to="" the="" sham="" group,="" but="" echinacoside="" did="" not="" show="" any="" significant="" effect="" on="" the="" serum="" cea="" concentrations="" versus="" the="" sham="" group="" or="" ovx="" group.="" in="" addition,="" the="" ech-h="">equinacósido)grupo disminuyó los niveles de CA-125 significativamente en un 29,31 por ciento en comparación con el grupo OVX (P<0.05), or="" by="" 42.91%="" versus="" the="" sham="" group="">< 0.01).="" all="" doses="" of="" echinacoside="" administration="" resulted="" in="" a="" notable="" reduction="" in="" the="" serum="" ca-125="" and="" cea="" levels="">< 0.01)="" compared="" to="" the="" e2="" group.="" moreover,="" the="" ech-h="">equinacósido)El grupo redujo significativamente los niveles de CA-125 y CEA en un 44,30 % y un 64,70 %, respectivamente, en comparación con el grupo E2.

3.2.2. Histología e Inmunohistoquímica de Útero y Glándula Mamaria.

Los eventos adversos más comunes de útero y glándulas mamarias no se observaron entre todos los grupos pero no en el grupo E2 (Tabla 3). La administración de E2 (50 g/kg/día) durante 12 semanas aumentó el grosor del endometrio y la proliferación de la glándula mamaria en comparación con el grupo OVX o SHAM. Además, también se pudieron detectar tres glándulas mamarias con expresión de CEA en el grupo E2 mediante análisis inmunohistoquímico, pero no el útero. Los grupos de tratamiento con echinacósido no se asociaron con ninguna anomalía del útero ni de la glándula mamaria.

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Referencias

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