Ингредиенты китайской фитотерапии — это не только активные вещества, благодаря которым эти соединения оказывают лечебный эффект, но также ресурс для разработки современных инновационных лекарств. Изучение безопасных и эффективных способов лечения для поддержания костного гомеостаза и содействия ремоделированию кости является основным направлением профилактики остеопороза.
По мере старения населения мира остеопороз будет всё чаще диагностироваться у людей среднего и пожилого возраста. Распространённость этого заболевания и связанные с ним медицинские расходы растут. Некоторые исследования предсказывают, что женщины (50%) и мужчины (20%) в возрасте старше 50 лет будут иметь в анамнезе по несколько переломов, а это означает, что на медицинскую систему будет оказываться всё большое давление с целью разработки эффективных стратегий профилактики остеопороза.
Что такое остеопороз?
Остеопороз — распространенное заболевание, связанное с уменьшением плотности костей и повышенным риском переломов. Сочетание костеобразования и рассасывания кости является естественным процессом костного метаболизма. Но, когда костная ткань рассасывается быстрее, чем образуется – возникает остеопороз.
Напрашивается вывод, что лечение остеопороза надо осуществлять, стимулируя разрастание кости и замедляя её рассасывание.
В нашем организме есть взрослые стволовые клетки BMSC, которые относительно легко добываются из костного мозга. Эти клетки обладают большим потенциалом остеогенной дифференцировки (трансформации в кость). Именно поэтому к ним прикован интерес учёных, исследующих новые лекарства от остеопороза. В определенных условиях культивирования BMSC могут активно разрастаться, образуя молодые костные клетки – остеобласты.
Хотя препараты, используемые в настоящее время для лечения остеопороза, в том числе аналоги паратгормона, бисфосфонаты и эстрогены, действительно эффективны, всё же они могут вызывать различные побочные реакции, что делает продвижение и использование этих препаратов далекими от идеальных. Поэтому исследование более бережных возможных вариантов лечения остеопороза имеет большое медицинское и социальное значение.
В поисках наиболее безопасного лекарства от остеопороза учёные Гуанчжоуского университета (Китай) обратились к истокам своей национальной медицины.
Физетин в тысячелетних традициях народной медицины
Традиционная китайская медицина имеет древнюю историю и проверенные поколениями успехи в лечении остеопороза. С помощью её методов можно эффективно поддерживать динамический баланс между остеобластами и остеокластами – клетками, создающими новую костную ткань, и клетками, разрушающими старую.
Согласно теории традиционной медицины в Китае, ключом к лечению остеопороза является тонизирование почек. Для этого используются растительные лекарства, содержащие флавоноиды, которые тонизируют почки. Физетин (фисетин) — это флавоноидное соединение, добываемое из таких растений как Cotinus coggygria Scop., Toxicodendron verniciflum и Rhus chinensis Mill.
Несмотря на широкое тысячелетнее использование трав с физетином, его механизм лечения остеопороза оставался невыясненным. Ранние исследования уже подтверждали, что физетин может повышать уровень минеральной плотности костей у лабораторных крыс с остеопорозом, и способствовать образованию позвонков у личинок рыбок данио. Однако отсутствие подробного научного объяснения этих процессов, несомненно, препятствовало применению физетина в фармакологии.
Учёные Гуйхун Лян с командой взялись изучить молекулярный механизм борьбы физетина с остеопорозом в два этапа: сначала глубокий фармакологический анализ всех известных сведений, а затем лабораторные эксперименты с клетками. Цель – понять, как именно физетин укрепляет кости человека на молекулярном уровне, и на основании полученных научных данных модернизировать народную медицину.
Углубимся в фармакологию
Исследователи проделали огромную аналитическую работу, пропустив все немалые известные науке сведения о физетине и остеопорозе через наиболее полные на сегодняшний день базы данных о генах, геномах, степени их влияния друг на друга, свойствах, способах обмена сигналами, а также взаимосвязи с разными заболеваниями человека. Были использованы такие инструменты, как GO (Генная онтология), KEGG (Киотская энциклопедия генов и геномов) и не только.
Из уникальной фармакологической платформы лекарственных трав (TCMSP), содержащей исчерпывающие сведения о взаимосвязи между ингредиентами фитотерапии и заболеваниями, были выявлены терапевтические мишени физетина.
Терапевтическая (биологическая) мишень лекарства – это объект (белок/ген) в клеточной структуре организма, восприимчивый к этому лекарственному веществу, способный меняться под его воздействием.
Полученные данные загрузили в базу белков UniProt, чтобы выявить целевые белки – те, что участвуют в формировании кости и хряща, и при этом восприимчивы к физетину.
Терапевтические мишени остеопороза (гены, играющие ключевую роль в развитии и прогрессировании этого заболевания) были выявлены из платформ GeneCards, CTD и DisGeNET. Эти сетевые хранилища содержат результаты изучения, сравнения геномов и их реакций на разные стрессовые условия.
Рисунок 1. Найдено 44 совпадения.
Тысячи генов-мишеней физетина и генов-мишеней остеопороза были загружены в систему STRING, чтобы найти совпадения. В результате было выявлено 44 общих цели, на которые и нацелен физетин как лекарство от остеопороза (Рисунок 1).
Эти 44 гена (Рисунок 2) способны влиять на функции друг друга – результаты анализа их взаимодействия наглядно покажем во второй части этой статьи, а также расскажем, что удалось выяснить учёным о механизме профилактики остеопороза физетином в ходе экспериментов в лаборатории.
Рисунок 2. Общие гены-мишени физетина и остеопороза.
5.0
