Česen kot močno sredstvo proti aterosklerozi

V nedavno objavljeni študiji v reviji Frontiers in Pharmacology so raziskovalci iz Kitajske identificirali in analizirali aktivne sestavine česna in njihove tarče pri aterosklerozi, pri čemer so raziskali osnovne farmakološke mehanizme. Ugotovili so, da česen zmanjšuje izražanje genov, povezanih s feroptozo, kar kaže na njegov potencial za zdravljenje ateroskleroze z uravnavanjem feroptoze in zmanjšanjem lipidne peroksidacije.

Ateroskleroza je vodilni vzrok za srčno-žilne bolezni (SVB), kot sta koronarna srčna bolezen in možganska kap, pri čemer nenormalno odebelitev intime karotidnih arterij prizadene več kot milijardo ljudi po vsem svetu. Bolezen je posledica nenormalne presnove lipidov, kar vodi do nastanka plakov in morebitne zapore arterij zaradi rupture plakov. Novi dokazi poudarjajo vlogo feroptoze, oblike regulirane celične smrti, povezane z lipidno peroksidacijo, pri aterosklerozi in drugih SVB. Čeprav so na voljo zdravila za zniževanje lipidov, prinašajo tveganja, kot sta poškodba jeter in ledvic, kar poudarja potrebo po varnejšem zdravljenju.

Česen, ki se pogosto uporablja kot zeliščni dodatek, je znan po svojih kardiovaskularnih koristih, zlasti pri zmanjševanju oksidativnega stresa in vnetij, ki sta ključna dejavnika pri aterosklerozi. Njegove aktivne sestavine, kot je alicin, lahko zavirajo lipidno peroksidacijo in feroptozo. Kljub znanim koristim natančni mehanizmi, s katerimi česen vpliva na aterosklerozo, ostajajo nejasni. Mrežna farmakologija in tehnike molekularnega sidrišča se lahko uporabijo za preučevanje večciljnih mehanizmov česna, s ciljem razvoja novih, učinkovitih zdravil za preprečevanje in zdravljenje ateroskleroze. V tej študiji so raziskovalci raziskali mehanizme, s katerimi česen izboljša aterosklerozo, z uporabo kombinacije mrežne farmakologije, bioinformatike, molekularnega sidrišča in eksperimentalne validacije.

Glavne farmakološke tarče in aktivne sestavine česna, skupaj imenovane tarče zdravil, povezanih s česnom, so bile pridobljene iz treh podatkovnih baz: Farmakološka baza sistemov tradicionalne kitajske medicine (TCMSP), Informacijska baza tradicionalne kitajske medicine (TCM-ID) in Enciklopedija tradicionalne kitajske medicine (ETCM). Potencialni ciljni geni za aterosklerozo so bili pridobljeni iz naslednjih podatkovnih baz: DisGeNET, GeneCards in DiGSeE. Izvedena je bila presečna analiza teh podatkov, da bi identificirali potencialne ciljne gene česna za zdravljenje ateroskleroze. Za te gene so bile izvedene analize obogatitve z Gene Ontology (GO) in Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). Zgrajena je bila interakcijska mreža med komponentami česna, terapevtskimi tarčami in glavnimi signalnimi potmi. Razlike v izražanju arterijskih genov med zdravimi posamezniki in tistimi z aterosklerozo so bile analizirane z uporabo različnih podatkovnih baz. Poleg tega je bilo izvedeno molekularno povezovanje aktivnih komponent česna s ključnimi geni.

Eksperimentalna validacija je vključevala celične poskuse z mišjimi celicami za oceno citotoksičnosti, biokemične teste, barvanje z oljnim rdečim O in Western blot. Za merjenje ravni izražanja genov je bila izvedena kvantitativna verižna reakcija s polimerazo reverzne transkripcije (RT-qPCR). Mišji modeli so bili nato razdeljeni v štiri skupine: skupina s placebom operiranimi bolniki, modelna skupina, skupina, zdravljena z alicinom, in skupina z negativno kontrolo. Opazovali so biokemične teste seruma in histološke spremembe.

Skupno je bilo identificiranih 16 aktivnih komponent česna in 503 potencialnih tarč. Poleg tega je bilo najdenih 3033 ključnih tarč za aterosklerozo. Kot rezultat presečišča tarč česna s tarčami ateroskleroze je bilo identificiranih 230 potencialnih terapevtskih tarč. Analize obogatitve poti so razkrile 2017 bioloških procesov, 78 celičnih komponent in 200 molekularnih funkcij. Med pomembnimi procesi so bili odziv na oksidativni stres in vnetje. Ugotovljeno je bilo, da so potencialne tarče obogatene v presnovi lipidov in poteh ateroskleroze.

Študije molekularnega dokinga so pokazale, da komponente česna, kot so sobrole A, benzaldoksim, alicin in (+)-L-aliin, močno interagirajo s feroptozo povezanimi beljakovinami, kot so GPX4 (glutation peroksidaza), DPP4 (dipeptidil peptidaza 4) in ALOX5 (arahidonat 5-lipoksigenaza). V živalskih modelih, zlasti pri miših z izločenim apolipoproteinom E in miših C57BL/6, je bilo dokazano, da alicin znatno zmanjša nastajanje plakov in odlaganje lipidov v karotidni arteriji. Alicin je izboljšal tudi lipidne profile z zmanjšanjem koncentracije lipoproteinov nizke gostote (LDL-C), celotnega holesterola in trigliceridov v zdravljeni skupini v primerjavi z nezdravljeno skupino. Alicin je zmanjšal lipidno peroksidacijo in celično smrt, ki jo povzroča železo, kar dokazujejo znižane ravni malondialdehida in povečane ravni GPX4 v serumu.

V poskusih in vitro je alicin zmanjšal oksidativno škodo, ki jo povzroča ox-LDL. Zdravljenje z alicinom je zmanjšalo izražanje beljakovin genov, povezanih s feroptozo, DPP4 in ALOX5, medtem ko se je izražanje GPX4 povečalo. Poleg tega je alicin zmanjšal raven mRNA ALOX5 in povečal raven mRNA GPX4 v primerjavi s skupino, ki je prejemala ox-LDL. Ti rezultati kažejo, da lahko česen, zlasti alicin, izboljša aterosklerozo z uravnavanjem feroptoze, kar poudarja njegovo potencialno terapevtsko vrednost pri zdravljenju srčno-žilnih bolezni.

Skratka, študija poudarja potencial česna in njegovih aktivnih spojin, kot so sobrol A, alicin, (+)-L-aliin in benzaldoksim, pri zdravljenju ateroskleroze s ciljanjem na mehanizme, povezane s feroptozo. Specifični ciljni geni, identificirani v študiji, zagotavljajo osnovo za razvoj ciljnih terapij, ki lahko v prihodnosti izboljšajo izide zdravljenja. Ugotovitve zahtevajo nadaljnje raziskave terapij na osnovi česna, ki bi lahko vodile do učinkovitejših, naravnih možnosti zdravljenja srčno-žilnih bolezni.