Cesnak ako účinný liek proti ateroskleróze

V nedávno publikovanej štúdii v časopise Frontiers in Pharmacology výskumníci z Číny identifikovali a analyzovali aktívne zložky cesnaku a ich ciele pri ateroskleróze, pričom skúmali základné farmakologické mechanizmy. Zistili, že cesnak znížil expresiu génov súvisiacich s feroptózou, čo naznačuje jeho potenciál liečiť aterosklerózu reguláciou feroptózy a znížením peroxidácie lipidov.

Ateroskleróza je hlavnou príčinou kardiovaskulárnych ochorení (KVO), ako sú ischemická choroba srdca a mozgová príhoda, pričom abnormálne zhrubnutie intimy krčných tepien postihuje viac ako miliardu ľudí na celom svete. Toto ochorenie je dôsledkom abnormálneho metabolizmu lipidov, čo vedie k tvorbe plakov a možnému uzavretiu tepien v dôsledku ich prasknutia. Nové dôkazy zdôrazňujú úlohu feroptózy, formy regulovanej bunkovej smrti spojenej s peroxidáciou lipidov, pri ateroskleróze a iných KVO. Hoci sú dostupné lieky znižujúce hladinu lipidov, nesú so sebou riziká, ako je poškodenie pečene a obličiek, čo zdôrazňuje potrebu bezpečnejšej liečby.

Cesnak, široko používaný ako bylinný doplnok, je známy svojimi kardiovaskulárnymi výhodami, najmä pri znižovaní oxidačného stresu a zápalu, ktoré sú kritickými faktormi aterosklerózy. Jeho aktívne zložky, ako napríklad alicín, môžu inhibovať peroxidáciu lipidov a feroptózu. Napriek jeho známym výhodám zostávajú presné mechanizmy, ktorými cesnak ovplyvňuje aterosklerózu, nejasné. Sieťová farmakológia a techniky molekulárneho dokovania sa môžu použiť na štúdium viacúčelových mechanizmov cesnaku s cieľom vyvinúť nové, účinné lieky na prevenciu a liečbu aterosklerózy. V tejto štúdii výskumníci skúmali mechanizmy, ktorými cesnak zlepšuje aterosklerózu, pomocou kombinácie sieťovej farmakológie, bioinformatiky, molekulárneho dokovania a experimentálnej validácie.

Hlavné farmakologické ciele a aktívne zložky cesnaku, súhrnne označované ako liečivá súvisiace s cesnakom, boli získané z troch databáz: Farmakologická databáza systémov tradičnej čínskej medicíny (TCMSP), Informačná databáza tradičnej čínskej medicíny (TCM-ID) a Encyklopédia tradičnej čínskej medicíny (ETCM). Potenciálne cieľové gény aterosklerózy boli získané z nasledujúcich databáz: DisGeNET, GeneCards a DiGSeE. Na identifikáciu potenciálnych cieľových génov cesnaku na liečbu aterosklerózy bola vykonaná priesečná analýza týchto údajov. Pre tieto gény boli vykonané analýzy obohatenia Gene Ontology (GO) a Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). Bola vytvorená interakčná sieť medzi zložkami cesnaku, terapeutickými cieľmi a hlavnými signálnymi dráhami. Rozdiely v expresii arteriálnych génov medzi zdravými jedincami a jedincami s aterosklerózou boli analyzované pomocou rôznych databáz. Okrem toho sa vykonalo molekulárne prepojenie aktívnych zložiek cesnaku s kľúčovými génmi.

Experimentálna validácia zahŕňala bunkové experimenty s myšacími bunkami na vyhodnotenie cytotoxicity, biochemické testy, farbenie olejovou červenou O a Western blotting. Na meranie hladín génovej expresie sa vykonala reverzná transkripcia-kvantitatívna polymerázová reťazová reakcia (RT-qPCR). Myšie modely boli potom rozdelené do štyroch skupín: skupina so simulovanou operáciou, modelová skupina, skupina liečená alicínom a negatívna kontrolná skupina. Pozorovali sa biochemické testy séra a histologické zmeny.

Celkovo bolo identifikovaných 16 aktívnych zložiek cesnaku a 503 potenciálnych cieľov. Okrem toho bolo nájdených 3033 kľúčových cieľov pre aterosklerózu. V dôsledku prieniku cieľov cesnaku s cieľmi aterosklerózy bolo identifikovaných 230 potenciálnych terapeutických cieľov. Analýzy obohatenia dráh odhalili 2017 biologických procesov, 78 bunkových zložiek a 200 molekulárnych funkcií. Medzi významné procesy patrila reakcia na oxidačný stres a zápal. Zistilo sa, že potenciálne ciele sú obohatené v dráhach metabolizmu lipidov a aterosklerózy.

Štúdie molekulárneho dokovania ukázali, že zložky cesnaku, ako je sobrole A, benzaldoxím, alicín a (+)-L-aliín, silne interagujú s proteínmi súvisiacimi s ferroptózou, ako sú GPX4 (glutatiónperoxidáza), DPP4 (dipeptidylpeptidáza 4) a ALOX5 (arachidonát 5-lipoxygenáza). V zvieracích modeloch, najmä u myší s knockoutom apolipoproteínu E a myší C57BL/6, sa preukázalo, že alicín významne znižuje tvorbu plakov a ukladanie lipidov v krčnej tepne. Alicín tiež zlepšil lipidové profily znížením koncentrácií lipoproteínov s nízkou hustotou (LDL-C), celkového cholesterolu a triglyceridov v liečenej skupine v porovnaní s neliečenou skupinou. Alicín znížil peroxidáciu lipidov a smrť buniek indukovanú železom, o čom svedčia znížené hladiny malondialdehydu a zvýšené hladiny GPX4 v sére.

In vitro experimenty alicín znížili oxidačné poškodenie vyvolané ox-LDL. Expresia proteínov génov súvisiacich s feroptózou DPP4 a ALOX5 bola liečbou alicínom znížená, zatiaľ čo expresia GPX4 bola zvýšená. Okrem toho alicín znížil hladiny mRNA ALOX5 a zvýšil hladiny mRNA GPX4 v porovnaní so skupinou s ox-LDL. Tieto výsledky naznačujú, že cesnak, najmä alicín, môže zlepšiť aterosklerózu reguláciou feroptózy, čo zdôrazňuje jeho potenciálnu terapeutickú hodnotu pri liečbe kardiovaskulárnych ochorení.

Záverom možno povedať, že štúdia zdôrazňuje potenciál cesnaku a jeho účinných látok, ako je sobrol A, alicín, (+)-L-aliín a benzaldoxím, pri liečbe aterosklerózy zameraním sa na mechanizmy súvisiace s feroptózou. Špecifické cieľové gény identifikované v štúdii poskytujú základ pre vývoj cielených terapií, ktoré môžu v budúcnosti zlepšiť výsledky liečby. Zistenia si vyžadujú ďalší výskum terapií na báze cesnaku, ktoré môžu viesť k účinnejším, prirodzenejším možnostiam liečby kardiovaskulárnych ochorení.