- Resumen
- 1. Introducción
- 2. Materiales y Métodos
- 2.1. Productos químicos
- 2.2. Preparación de Extractos de Etanol al 70% de Hierbas Chinas
- 2.3. Medición de la producción de nitritos
- 2.4. El análisis de Viabilidad Celular
- 2.5. Análisis estadístico
- 3. Resultados
- 3.1. Efecto de los Extractos de Hierbas sobre la Producción de NO y el Crecimiento Celular
- 3.2. Correlación entre la Potencia Antiinflamatoria y las Características de la MTC de Hierbas
- 3.3. La correlación entre el Efecto Protector Celular y las Características de la MTC de las Hierbas
- 4. Discusión
- Conflicto de intereses
- Reconocimientos
Resumen
La sintasa inducible de óxido de nitrógeno (iNOS) es el principal contribuyente de la sobreproducción de óxido nítrico y sus inhibidores se han buscado activamente como agentes antiinflamatorios efectivos. En este estudio, preparamos extractos de etanol al 70% de 81 hierbas chinas. Posteriormente, estos extractos se evaluaron para determinar su efecto en la producción de óxido de nitrógeno (NO) y el crecimiento celular en células CRUDAS de macrófagos murinos LPS/IFN, estimuladas y no estimuladas, mediante reacción de Griess y ensayo MTT. Extractos de Daphne genkwa Sieb.et Zucc, Caesalpinia sappan L., Iles pubescens Hook.et Arn, Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl, Zingiber officinale Rosc, Inula japonica Thunb., y Ligusticum chuanxiong Hort inhibió notablemente la producción de NO (inhibición > 90% a 100 g / ml). Entre los extractos activos (inhibición > 50% a 100 g/ml), Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L., Iles pubescens Hook.et Arn, Nigella glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi, y Scutellaria barbata D. Don no mostraron citotoxicidad a células CRUDAS no estimuladas 246,7, al tiempo que aumentaron el crecimiento de células coestimuladas LPS/IFN. Al analizar la correlación entre sus actividades y sus características de la Medicina Tradicional China (MTC), las hierbas con sabor picante mostraron una potente capacidad antiinflamatoria. Nuestro estudio proporciona una serie de hierbas antiinflamatorias potenciales y sugiere que las hierbas con sabor picante son candidatas a agentes antiinflamatorios efectivos.
1. Introducción
La inflamación es un mecanismo de autoprotección que tiene como objetivo eliminar estímulos dañinos, incluidas células dañadas, irritantes o patógenos, e iniciar el proceso de reparación de heridas. Sin embargo, la inflamación a veces induce más inflamación, lo que conduce a una inflamación crónica autoperpetuada que puede causar lesiones celulares graves y daño tisular . La inflamación crónica se ha relacionado con una amplia variedad de enfermedades como la aterosclerosis , la enfermedad de Alzheimer , la diabetes y la carcinogénesis .
El óxido nítrico (NO), que se genera principalmente por la sintasa de óxido nítrico inducible (iNOS) en condiciones inflamatorias , desempeña un papel clave en cada paso de los procesos patológicos durante la inflamación . Los inhibidores selectivos de iNOS han demostrado ser tanto antiinflamatorios como protectores de tejidos en varios modelos animales inflamatorios y, por lo tanto, se consideran agentes prometedores para el tratamiento de enfermedades inflamatorias. La alta expresión de iNOS a menudo se puede detectar en tumores humanos, lo que respalda la noción de que la inflamación crónica está involucrada activamente en la progresión del tumor . De hecho, los medicamentos antiinflamatorios no esteroideos (AINE), incluidos la aspirina y el ácido tolfenámico , se utilizan actualmente para la prevención y el tratamiento del cáncer .
Se ha notificado que una variedad de productos naturales poseen efectos antiinflamatorios y anticancerosos en modelos animales experimentales. Por ejemplo, se ha demostrado que la curcumina inhibe la expresión de la ciclooxigenasa 2 (COX2) y en realidad está en uso clínico como agente de quimioprevención . Debido a las promesas de la curcumina, también se han realizado grandes esfuerzos para identificar compuestos capaces de atacar a mediadores inflamatorios . Un estudio reciente de Liao et al. se investigó la posible asociación entre la capacidad de antioxidante y las características de la Medicina Tradicional China (MTC) en 45 hierbas chinas de uso común, en las que se encontró que la capacidad de antioxidante de las hierbas chinas estaba correlacionada con sus características de sabor . Sus hallazgos son muy alentadores porque indican que los agentes antiinflamatorios efectivos pueden identificarse potencialmente a partir de hierbas chinas en función de sus características de MTC.
En nuestro esfuerzo por identificar agentes antiinflamatorios eficaces, preparamos extractos de etanol al 70% de 81 hierbas chinas y, posteriormente, probamos sus capacidades para suprimir la producción de NO en células RAW264, 7 de macrófagos murinos coestimuladas con LPS e IFNy. Además, también analizamos la correlación entre la capacidad antiinflamatoria y las características de la MTC entre estas hierbas. Concluimos que las hierbas con sabor picante son las más fuertes en su capacidad antiinflamatoria.
2. Materiales y Métodos
2.1. Productos químicos
IFNy se compró a EMD Millpore Chemicals (Billerica, MA, EE. Se obtuvieron de Sigma-Aldrich Co (St.Louis, MO) albúmina sérica bovina (BSA), lipopolisacárido(LPS, E. coli 0111: B4), dihidrocloruro de N-(1-naftil)-etilendiamina(L-NIL), 3-(4, 5-dimetiltiazol-2-il) -2, 5-difeniltetrazolio (MTT), naftiletilendiamina, sulfanilamida y bicarbonato de sodio, EE.UU.). El RPMI 1640 y la tripsina-EDTA se compraron a Life Technologies (Grand Island, Nueva York, Estados Unidos). El suero fetal bovino (FBS) se compró a Hyclone Thermo Fisher Scientific (Waltham, MA, EE.UU.).
2.2. Preparación de Extractos de Etanol al 70% de Hierbas Chinas
Todas las hierbas se obtuvieron de YANG He Tang y Kangqiao Co (Shanghai, China). Se ha informado o sugerido que las 81 hierbas elegidas para nuestro estudio tienen actividades antiinflamatorias potenciales, ya sea por literatura de MTC o por informes farmacológicos actuales. La identificación botánica de estas hierbas fue realizada por el Instituto de Control de Alimentos y Drogas de Shanghai (SIFDC). Para preparar extractos de etanol, se cortaron 100 g de cada hierba seca y se extrajeron con 1 L de etanol al 70% a C durante tres veces. Los extractos de etanol obtenidos se evaporaron a presión reducida a temperatura C y se almacenaron en C. Los extractos se disolvieron con DMSO antes de su uso.
2.3. Medición de la producción de nitritos
Las células RAW264, 7 se platearon en placas de 96 pocillos (5 × 103 por pocillo) durante la noche y luego se repusieron con medio libre de FBS durante 10 h, seguido de la adición de extractos de hierbas 100 µg/ml en cada pocillo. Las células se coestimularon con 100 ng/ml de LPS y 10 U/ml de IFNy durante 24 h, y luego se recolectaron y analizaron los medios para determinar la cantidad de nitrito, un metabolito oxidativo estable y un indicador fiel de NO, mediante la reacción de Griess descrita anteriormente . Para ello, se mezclaron 100 µL de reactivo Griess (0,1% de naftil-etilendiamina y 1% de sulfanilamida en ácido fosfórico al 5%) con 100 µL de medio recogido en una placa de 96 pocillos. La mezcla se incubó durante 10 minutos a temperatura ambiente y luego se leyó a 540 nm. La cantidad de nitrito se calculó en base a una curva estándar generada con nitrito de sodio. El porcentaje de inhibición en la producción de NO se calculó con la fórmula {/(nitrito sin extracto de hierbas)} × 100.
2.4. El análisis de Viabilidad Celular
La viabilidad celular se determinó mediante el ensayo MTT como se describió anteriormente . Brevemente, se incubaron 264,7 células CRUDAS con MTT (5 mg/ml en solución salina tamponada con fosfato, pH = 7,4) durante 4 h. El formazan de MTT formado se solubilizó con 50 µL de tampón HCl de 0,01 M que contenía 10% de SDS y 5% de isobutanol. El crecimiento celular se determinó mediante la lectura de placas a 570 nm en un lector de microplacas. La viabilidad celular del grupo control se considera al 100%.
2.5. Análisis estadístico
La dirección y magnitud de la correlación entre las variables se realizó mediante el análisis de la prueba t. se consideraron estadísticamente significativos valores inferiores a 0,05 ().
3. Resultados
3.1. Efecto de los Extractos de Hierbas sobre la Producción de NO y el Crecimiento Celular
Con la ayuda del ensayo Griess, analizamos extractos de etanol de 81 hierbas por su actividad antiinflamatoria. Se observó un amplio rango de inhibición en la producción de NO con estos extractos (Tabla 1). Extractos de 7 hierbas bloquearon más del 90% de la producción en CRUDO estimulado por LPS / IFNY264.7 casillas (Cuadro 1). Entre los extractos que provocaron una inhibición superior al 50% en la producción de NO, Rubia cordifolia L., Glycyrrhiza glabra L., Iles pubescens Hook.et Arn, Nigella glandulifera Freyn et Sint, Pueraria lobata (Willd.) Ohwi y Scutellaria barbata D. Don no mostraron citotoxicidad a células CRUD264, 7 no estimuladas, mientras que aumentaron significativamente la viabilidad de las células estimuladas por LPS/IFNy (Tabla 1). Sin embargo, Daphne genkwa Sieb.et El zucc, que tiene el efecto inhibitorio más fuerte sobre la producción de NO, fue moderadamente tóxico para las células CRUD264, 7 (Tabla 1).
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HR: herb; RT: raíz; ST: tallo; LF: hoja; TW: ramita; FL: flor; FR: fruto; SD: semilla; SC: esclerocio; HW: duramen; SR: tallo y raíz; PE: pericarpio. Inhibición de bPercent de la producción de NO: La reacción de Griess se llevó a cabo para medir la producción de nitrito en células RAW264, 7 estimuladas por LPS/IFNy en ausencia o presencia de extractos de hierbas de 100 g/ml. Crecimiento de células: se realizó MTT para medir el crecimiento celular. La tasa de crecimiento de control (sin tratamiento con extracto de hierbas) se consideró del 100%. Producción de dNO: se utilizó la reacción de Griess para medir la cantidad de nitrito en CRUDO no ESTIMULADO264.7 células en ausencia y presencia de extractos de hierbas de 100 g / ml. Citotoxicidad eCell: Se realizó el ensayo MTT para determinar la citotoxicidad celular de células CRUDAS no ESTIMULADAS264, 7 tratadas con extractos de hierbas. El grupo no tratado se consideró al 100%. Rendimiento porcentual del extracto obtenido a partir de la extracción de etanol al 70% de cada 100 g de hierba seca. Inhibición gpercente de la actividad de iNOS a la concentración de ensayo de 50 M. |
3.2. Correlación entre la Potencia Antiinflamatoria y las Características de la MTC de Hierbas
Analizando las características de la MTC de 10 hierbas que muestran el efecto inhibitorio más fuerte sobre la producción de NO en células CRUDAS estimuladas por LPS/IFNY264, 7, encontramos que la mayoría de ellas se encuentran en las categorías de sabor amargo o picante, naturaleza cálida y distribución de meridianos de pulmón o hígado (Tabla 2). Para correlacionar las características de la MTC con el efecto antiinflamatorio en estas hierbas, categorizamos las características de la MTC de estas hierbas que fueron capaces de abolir el 50% de la producción de NO en células RAW264, 7 estimuladas por LPS/IFNy. La Tabla 3 mostró que las hierbas con mayor efecto antiinflamatorio se distribuyeron en un porcentaje significativamente mayor en aquellas caracterizadas por sabores amargos/acre, naturaleza cálida y distribución de meridianos hígado/pulmón. Estos resultados sugieren que las hierbas antiinflamatorias pueden poseer características comunes de sabor picante / amargo, naturaleza cálida y meridiano de pulmón/hígado.
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Basado en la Farmacopea China (2010). Basado en Materia Médica china (1998). |
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3.3. La correlación entre el Efecto Protector Celular y las Características de la MTC de las Hierbas
La inflamación crónica a menudo conduce al daño celular y, por lo tanto, se buscan activamente agentes capaces de disuadir este proceso. Examinando 21 hierbas con la característica de TCM de sabor acre, observamos que, bajo la estimulación de LPS e IFNy, RAW264.7 células tratadas con estos extractos de hierbas mostraron un aumento del 90% en la viabilidad celular (Tabla 4). Además, las hierbas con sabor picante también conferían el mayor grado de protección celular en las células estimuladas por LPS / IFNy en comparación con las hierbas con otros sabores (Figura 1).
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Hierbas con más del 90% de células protectoras de la capacidad en estimulado RAW264.7 células. bHerbs con capacidad para aumentar más del 90% de proliferación celular en células CRUD264, 7 en reposo. |
Comparación de hierbas con la viabilidad de las células en diferentes sabores. Promedio de viabilidad celular de células CRUDAS estimuladas por LPS / IFNY264, 7 tratadas con hierbas que pertenecen a diferentes sabores. .
4. Discusión
La sobreproducción de NO debido a la elevada expresión de iNOS se ha relacionado de manera convincente con la patogénesis de la inflamación crónica y el cáncer . Por lo tanto, los agentes que pueden suprimir selectivamente la producción de NO generada por iNOS deben ser eficaces para tratar la inflamación crónica y prevenir el cáncer. De hecho, estudios recientes demuestran que los inhibidores selectivos de iNOS L-NIL y 1400 W son terapéuticamente eficaces como medicamentos antiinflamatorios y contra el cáncer .
Los macrófagos desempeñan un papel fundamental en la regulación de la inflamación. Los macrófagos son activados por estímulos externos y los macrófagos activados producen varios mediadores inflamatorios, como el NO y las especies reactivas de oxígeno. Las hierbas chinas son las fuentes ricas de agentes antiinflamatorios y se han hecho esfuerzos para identificar componentes efectivos en estas hierbas . Aprovechando el modelo celular RAW264.7 bien establecido, evaluamos 81 extractos de hierbas por su efecto inhibitorio en la producción de NO inducida por LPS/IFNy. Entre ellos, el extracto de Daphne genkwa Sieb.et El zucc mostró el efecto inhibitorio más fuerte sobre la producción de NO. Componentes aislados de Daphne genkwa Sieb.et Se notificó previamente que el zucc provoca un efecto citotóxico en varias líneas celulares tumorales y suprime el crecimiento del sarcoma S180 de ratón trasplantado en ratones . Especulamos que el efecto anticancerígeno de Daphne genkwa Sieb.et El Zucc puede estar asociado funcionalmente con su capacidad antiinflamatoria. En nuestro estudio, encontramos que Rubia cordifolia L. y varios otros disminuyen la producción de NO inducida por LPS/IFNy sin causar citotoxicidad significativa a las células CRUD264, 7. Por lo tanto, estas hierbas pueden ser candidatos prometedores como medicamentos eficaces para controlar la inflamación y el cáncer. Aunque actualmente no está claro cómo estos extractos bloquean la producción de NO inducida por LPS/IFN en células RAW264.7, el hallazgo de que Mollugin suprime la respuesta inflamatoria al bloquear los transductores de señal de quinasa Janus y activadores de la vía de señalización de transcripción implica que las hierbas pueden dirigirse a los diferentes pasos de la cascada de señalización que median la producción de NO inducida por LPS/IFN para ejercer sus funciones antiinflamatorias.
Basándonos en la teoría de la MTC, clasificamos estas 81 hierbas de acuerdo con distintos sabores (picante, dulce, agrio, amargo, astringente, salado o suave), naturalezas (fría, fría, moderada, cálida o caliente) y distribuciones meridianas (hígado, riñón, corazón, bazo, etc.). Nuestro estudio mostró que la característica de la MTC del sabor se correlaciona muy bien con la potencia para inhibir la producción: el sabor picante es el más fuerte, el amargo es ligeramente más débil que el picante, los sabores dulces son intermedios y el sabor astringente, salado, suave o agrio es débil o no efectivo. Las características de la MTC de la naturaleza y la distribución de meridianos también están asociadas con la potencia para inhibir la producción de NO. Por ejemplo, un mayor porcentaje de hierbas con la capacidad de bloquear la producción NO tiene las características de la naturaleza cálida. Las características de los meridianos hepáticos y pulmonares son las principales distribuciones de meridianos que se encuentran en las hierbas cuyos extractos pueden bloquear el 50% de la producción de NO. En conjunto, razonamos que las características de la MTC pueden ser potencialmente muy útiles para guiar la búsqueda de agentes antiinflamatorios efectivos en hierbas chinas.
La característica de la MTC es una expresión sistemática de la distinta propiedad provocada por Materia Médica en humanos. La teoría de sabores en la medicina tradicional china constituye el contexto central de la guía de uso de hierbas chinas. En la medicina tradicional china, la característica del sabor es la combinación de sabor real y efecto curativo. De acuerdo con Shen Nong Ben Cao Jing (el Clásico de Material Médico de Shennong), un importante libro de MTC escrito en primer lugar sobre la teoría del sabor y la propiedad de hierbas chinas, el sabor picante, que está relacionado con el meridiano pulmonar, puede dispersar el calor interno con sudoríficos que a su vez promueven la circulación del Qi y la sangre. Las hierbas con sabor picante se han utilizado durante miles de años en China para vigorizar la circulación de la sangre y romper el bloqueo de Qi. El hecho de que las enfermedades relacionadas con la inflamación estén asociadas con el síntoma de Qi y el bloqueo sanguíneo puede explicar la eficacia de las hierbas con sabor picante para suprimir la inflamación.
Nuestro estudio se limitó a la investigación de 81 extractos de hierbas sobre su efecto en la producción de NO inducida por LPS/IFNy y el crecimiento celular en células CRUDAS de macrófagos 264,7. Sin embargo, los resultados generados de este estudio apoyan una estrecha asociación entre la farmacología/ciencia biomédica moderna y la teoría de la MTC. La teoría de la MTC se desarrolló sobre la base de mil años de experiencia clínica, y la base material y farmacológica de la MTC aún no se ha explicado en la ciencia biomédica moderna. Creemos que este estudio ha contribuido a este objetivo.
Conflicto de intereses
Los autores declaran que no existe conflicto de intereses con respecto a la publicación de este artículo.
Reconocimientos
Este trabajo fue apoyado por el Proyecto Principal Nacional de Ciencia y Tecnología del Ministerio de Ciencia y Tecnología de China (2009ZX09311-003), el Fondo de Jóvenes Científicos de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (81001666), el Programa de Innovación de la Comisión Municipal de Educación de Shanghai (13YZ048) y la Comisión de Educación de la Fundación de Shanghai para Maestros Jóvenes Sobresalientes en la Universidad (SZY07029).