Parte 2:Acteosídeo neutraliza processos catabólicos induzidos por interleucina-1 -através da modulação de proteínas quinases ativadas por mitógenos e da via de sinalização celular NFκB

Acteoside neutraliza processos catabólicos induzidos por interleucinas por meio da modulação de proteínas quinases ativadas por mitógenos e da via de sinalização celular NFκB

HyangI Lim ,1 Do Kyung Kim ,1 Tae-Hyeon Kim ,1 Kyeong-Rok Kang ,1 Jeong-Yeon Seo ,1,2 Seung Sik Cho ,3 Younghee Yun ,4,5 Ye-yong Choi ,4,5 Jungtae Leem ,4,5 Hyoun-Woo Kim ,6 Geon-Ung Jo ,6

Chan-Jin Oh ,6 Deuk-Sil Oh ,6 Hong-Sung Chun ,2 e Jae-Sung Kim 1

Contato:joanna.jia@wecistanche.com

1Institute of Dental Science, Chosun University, Gwangju 61452, República da Coreia

2Departamentos de Ciências Biomédicas, Universidade Chosun, Gwangju 61452, República da Coreia

3Departamento de Biomedicina, Ciências da Convergência da Saúde e Vida, BK21 Four, Faculdade de Farmácia, Universidade Nacional de Mokpo,

Jeonnam 58554, República da Coreia

4Chung-Yeon Medical Institute, Gwangju 61949, República da Coreia

5Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, CY Pharma Co., Seul 06224, República da Coreia

6Jeollanamdo Forest Resources Institute, Naju, Jeollanamdo, 58213, República da Coreia

A correspondência deve ser endereçada a Jae-Sung Kim; js_kim@chosun.ac.kr

Recebido em 2 de julho de 2020; Revisado em 15 de fevereiro de 2021; Aceito em 6 de março de 2021; Publicado em 25 de março de 2021

Editor Acadêmico: Joël R. Drevet

Copyright © 2021 HyangI Lim et al. Este é um artigo de acesso aberto distribuído sob CreativeCommonsAttributionLicense,

que permite uso irrestrito, distribuição e reprodução em qualquer meio, desde que o trabalho original seja devidamente citado.

A osteoartrite (OA) é a doença articular degenerativa mais comum com dor articular crônica causada pela degeneração progressiva da cartilagem articular nas articulações sinoviais.Acteosídeo, um glicosídeo cafeoilfeniletanoide, possui várias atividades biológicas, como efeito antimicrobiano, anti-inflamatório, anticancerígeno, antioxidante, citoprotetor e neuroprotetor. Além disso, a administração oral deacteósidoem alta dosagem não causa genotoxicidade. Portanto, o objetivo do presente estudo é verificar os efeitos anticatabólicos daacteósidocontra a osteoartrite e sua via de sinalização anticatabólica.Acteosídeonão diminuiu a viabilidade de células de fibroblastos L929 de camundongo usadas como células normais e condrócitos primários de ratos.Acteosídeoneutralizaram a perda de proteoglicanos induzida por IL-1 -nos condrócitos e cartilagem articular, suprimindo a expressão e ativação de enzimas de degradação de cartilagem, como matriz metaloproteinase- (MMP-) 13, MMP-1 e MMP{{ 6}}. Além disso, o acteosídeo suprimiu a expressão de mediadores inflamatórios como óxido nítrico sintase induzível, ciclooxigenase-2, óxido nítrico e prostaglandina E2 nos condrócitos primários de ratos tratados com IL-1 . Subsequentemente, a expressão de citocinas pró-inflamatórias foi diminuída por acteosídeo nos condrócitos primários de ratos tratados com IL-1 . Além disso, o acteosídeo suprimiu não apenas a fosforilação de proteínas quinases ativadas por mitógenos em condrócitos primários de ratos tratados com IL-1, mas também a translocação de NFκB do citosol para o núcleo através da supressão de sua fosforilação. Administração oral de 5 e 10mg/kgacteósidoatenuou a degeneração progressiva da cartilagem articular no modelo de camundongo osteoartrítico gerado pela desestabilização do menisco medial. Nossos achados indicam que o acteosídeo é um potencial agente ou suplemento anticatabólico promissor para atenuar ou prevenir a degeneração progressiva da cartilagem articular.

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3.4. ActeosídeoSuprime a expressão e a produção de mediadores inflamatórios catabólicos induzidos por IL-1 -e citocinas pró-inflamatórias em condrócitos primários de ratos. Para determinar se o acteosídeo tem um efeito preventivo contra OA, condrócitos primários de ratos foram tratados com 50 e 100μM de acteosídeo na presença ou ausência de 10ng/mL de IL-1 por 24h. Em seguida, foram investigadas as alterações nos mediadores inflamatórios, fatores catabólicos representativos como iNOS, COX-2 e PGE2. Os níveis de mRNA de iNOS, COX-2 e PTGS-2 foram significativamente aumentados por IL-1 nos condrócitos primários de ratos. fator de crescimento (NGF) nos condrócitos primários de rato tratados com IL-1 em comparação com IL-1 sozinho. Tomados em conjunto, esses dados sugerem consistentemente que o acteosídeo previne a degeneração progressiva da cartilagem articular através da supressão de mediadores inflamatórios e citocinas pró-inflamatórias contra os efeitos catabólicos induzidos por IL em condrócitos primários de ratos.

3.5. ActeosídeoSuprime a fosforilação de MAPK e NFκB em condrócitos primários de rato tratados com IL-1 . Para investigar as vias de sinalização celular associadas aos efeitos anticatabólicos induzidos por acteosídeos contra a alteração da citocina pró-inflamatória IL-1 de MAPK e NFκB, condrócitos primários de rato foram tratados com 50 e 100μM de acteosídeo na presença ou ausência de IL{{6 }} por 24h. Em seguida, a proteína total foi extraída e submetida a eletroforese no gel SDS-PAGE para realizar o Western blot. Conforme mostrado na Figura 7, MAPK como ERK1/2, p38 e JNK foram significativamente fosforilados nos condrócitos primários de rato tratados com IL-1 , enquanto 50 e 100μM de acteosídeo não induziram significativamente a fosforilação de MAPK em comparação com o controle em condrócitos primários de ratos. No entanto, 50 e 100μM de acteosídeos suprimiram de forma dose-dependente a fosforilação de MAPK induzida por IL-1 -em condrócitos primários de ratos. Além disso, a fosforilação de NFκB nos condrócitos primários de ratos tratados com 10ng/mL de IL-1 foi gradualmente diminuída pelo acteosídeo de maneira dose-dependente. Esses dados indicam que as vias de sinalização celular MAPK e NFκB estão intimamente envolvidas com os efeitos anticatabólicos induzidos por acteosídeos contra IL-1 em condrócitos primários de ratos.

3.6. Acteoside suprime a translocação de NFκB do dependente aumentado poracteósido. Tomados em conjunto, esses dados indicam consistentemente que os efeitos anticatabólicos induzidos por actosídeos contra IL-1 estão envolvidos na supressão da translocação do citosol para o núcleo na modulação da via de sinalização NFκB em condrócitos primários de ratos.

3.7. ActeosídeoAtenua a degeneração progressiva da cartilagem articular nos animais com OA da articulação do joelho induzida por DMM cirúrgica. Para elucidar os efeitos anticatabólicos induzidos por acteosídeos in vivo, animais induzidos por OA gerados pelo DMM cirúrgico realizado na articulação do joelho de camundongos BALB/c foram administrados oralmente 5 e 10mg/kg de acteosídeo resolvidos em 5 por cento de etanol em dias alternados durante 8 semanas. Em seguida, as articulações do joelho foram avaliadas histologicamente usando safranina-O e coloração verde rápido, como mostrado na Figura 9. A perda de proteoglicano e lesão da superfície da cartilagem articular foram significativamente aumentadas na articulação do joelho dissecada de animais com OA induzida por DMM. No entanto, a administração oral de acteosídeo suprimiu a perda de proteoglicanos e menor lesão da cartilagem articular em comparação com apenas o veículo. Além disso, a pontuação de classificação de Mankin foi significativamente aumentada no grupo de animais OA (n {{10}}, 3± 0:7) veículo fornecido apenas em comparação com Naïve (n =5, 0:67 ± 0:5). No entanto, a administração oral de 5 e 10mg/kg de acteosídeo no grupo de animais OA (n =5) diminuiu a pontuação de classificação de Mankin em 2±0:7 e1:67 ± 0:5, respectivamente, em comparação apenas com o veículo. Em conjunto, esses dados indicam que a administração oral deacteósidoatenua a degeneração progressiva da cartilagem articular em articulações sinoviais com condições catabólicas.

4. Discussão

A articulação sinovial (diartrose) é uma estrutura anatômica complexa que consiste em vários tipos diferentes de tecidos localizados no espaço potencial entre os ossos para permitir mobilidade e estabilidade no corpo, neutralizando as diferentes intensidades de carga mecânica e controlando movimentos finos. . À medida que a população idosa está aumentando em todo o mundo, a OA está emergindo como uma doença degenerativa associada a problemas psicológicos e socioeconômicos que devem ser resolvidos com urgência [17]. Infelizmente, ainda não existem medicamentos eficazes para a OA; portanto, a prevenção da degeneração da cartilagem articular é a mais importante para manter as funções mecânicas articulares associadas à permissão da mobilidade e estabilidade do corpo.

Geralmente, a articulação sinovial é composta por dois ossos para fornecer estabilidade e sustentar o músculo por ligamentos e tendões e é circundada por uma cápsula articular fibrosa sinovial preenchida com líquido sinovial para reduzir o atrito entre as cartilagens articulares localizadas nas superfícies articulares dos ossos unidos. [16]. Especialmente, a matriz extracelular (MEC) da cartilagem articular é composta principalmente de colágeno tipo II e proteoglicanos que são sintetizados e regulados por células especializadas chamadas condrócitos. A homeostase da cartilagem articular é precisamente equilibrada entre o anabolismo (síntese da MEC) e o catabolismo (degeneração da MEC) nas articulações sinoviais [18]. Geralmente, fatores catabólicos, como citocinas pró-inflamatórias e mediadores inflamatórios, induzem a degeneração progressiva da cartilagem articular através da expressão de enzimas de degradação da cartilagem, como matriz metaloproteinase (MMPs) e metaloproteinase com motivos de trombospondina (ADAMTs) de condrócitos [18]. Assim, estratégias bioquímicas recentes para prevenir ou atenuar a degeneração progressiva da cartilagem articular têm como alvo a supressão de enzimas que degradam a cartilagem, citocinas pró-inflamatórias e enzimas inflamatórias.

mediadores baseados nas seguranças biológicas a longo prazo nas articulações sinoviais [19, 20]. Estudos recentes demonstram que os produtos naturais, originários da medicina herbal ou oriental, possuem segurança biológica a longo prazo, propriedades anti-inflamatórias e antioxidantes e podem promover a saúde das articulações e controlar a OA através da supressão da liberação de citocinas pró-inflamatórias [21].

Acteosídeo(chamado verbascoside; C29H36O15) é um glicosídeo que é isolado das flores ou folhas de muitas plantas herbáceas, como Scrophularia ningpoensis, Cistanche deserticola, Digitalis purpurea e Osmanthus fragrans [22, 23]. Recentemente, Henn et al. relataram que a alta concentração (100ug/mL) de acteosídeo isolado das folhas de Plantago australis não apenas mostrou menos citotoxicidade em células de hamster chinês V79 usadas como célula normal, mas também não apresentou atividades mutagênicas ou genotóxicas e propriedades fototóxicas [6] . Além disso, Perucatti et al. relataram que o teste citogenético in vivo que está alimentando 5mg/kg de acteosídeo para coelho (Oryctolagus cuniculus) por 80 dias não revelou toxicidade com qualquer outra atividade mutagênica, resultando em nenhuma citotoxicidade para os animais [24]. Esses estudos sugerem que o acteosídeo é um material bioativo que pode ser usado tanto na dieta animal quanto na humana [6, 24]. Conforme mostrado na Figura 2, semelhante a estudos anteriores, 100μM (62,459ug/mL) de acteosídeo não afetou o conteúdo por meio da contra-ação contra a depleção de proteoglicano induzida por citocina pró-inflamatória IL{18}}nos condrócitos primários de rato, mas também suprimiu a perda de proteoglicano nos tecidos da cartilagem articular tratados com IL-1 por 7 dias. Em conjunto, esses dados indicam consistentemente queacteósidopode proteger ou atenuar a degeneração progressiva da cartilagem articular por meio de ação contrária ao processo catabólico induzido por citocinas pró-inflamatórias na cartilagem articular da articulação sinovial.