Česnek jako účinný prostředek proti ateroskleróze

V nedávno publikované studii v časopise Frontiers in Pharmacology identifikovali a analyzovali čínští vědci aktivní složky česneku a jejich cíle při ateroskleróze, přičemž zkoumali základní farmakologické mechanismy. Zjistili, že česnek snižuje expresi genů souvisejících s ferroptózou, což naznačuje jeho potenciál v léčbě aterosklerózy regulací ferroptózy a snížením peroxidace lipidů.

Ateroskleróza je hlavní příčinou kardiovaskulárních onemocnění (KVO), jako je ischemická choroba srdeční a mrtvice. Abnormální ztluštění intimy krčních tepen postihuje více než miliardu lidí na celém světě. Toto onemocnění je důsledkem abnormálního metabolismu lipidů, což vede k tvorbě plaků a možnému uzavření tepen v důsledku jejich prasknutí. Nové důkazy zdůrazňují roli ferroptózy, formy regulované buněčné smrti spojené s peroxidací lipidů, v ateroskleróze a dalších KVO. Přestože jsou k dispozici léky snižující hladinu lipidů, nesou s sebou rizika, jako je poškození jater a ledvin, což zdůrazňuje potřebu bezpečnější léčby.

Česnek, široce používaný jako bylinný doplněk, je známý svými kardiovaskulárními přínosy, zejména při snižování oxidačního stresu a zánětu, které jsou kritickými faktory aterosklerózy. Jeho aktivní složky, jako je alicin, mohou inhibovat peroxidaci lipidů a feroptózu. Navzdory jeho známým přínosům zůstávají přesné mechanismy, kterými česnek ovlivňuje aterosklerózu, nejasné. Síťová farmakologie a techniky molekulárního dokování lze použít ke studiu vícecílových mechanismů česneku s cílem vyvinout nové, účinné léky pro prevenci a léčbu aterosklerózy. V této studii vědci zkoumali mechanismy, kterými česnek zlepšuje aterosklerózu, a to za použití kombinace síťové farmakologie, bioinformatiky, molekulárního dokování a experimentální validace.

Hlavní farmakologické cíle a aktivní složky česneku, souhrnně označované jako lékové cíle související s česnekem, byly získány ze tří databází: Farmakologická databáze systémů tradiční čínské medicíny (TCMSP), Informační databáze tradiční čínské medicíny (TCM-ID) a Encyklopedie tradiční čínské medicíny (ETCM). Potenciální cílové geny pro aterosklerózu byly získány z následujících databází: DisGeNET, GeneCards a DiGSeE. Byla provedena průřezová analýza těchto dat za účelem identifikace potenciálních cílových genů česneku pro léčbu aterosklerózy. Pro tyto geny byly provedeny analýzy obohacení pomocí Gene Ontology (GO) a Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). Byla vytvořena interakční síť mezi složkami česneku, terapeutickými cíli a hlavními signálními drahami. Rozdíly v expresi arteriálních genů mezi zdravými jedinci a jedinci s aterosklerózou byly analyzovány pomocí různých databází. Kromě toho byl proveden molekulární doking aktivních složek česneku s klíčovými geny.

Experimentální validace zahrnovala buněčné experimenty s myšími buňkami k vyhodnocení cytotoxicity, biochemické testy, barvení olejovou červení O a Western blotting. Pro měření hladin genové exprese byla provedena kvantitativní polymerázová řetězová reakce s reverzní transkripcí (RT-qPCR). Myší modely byly poté rozděleny do čtyř skupin: skupina s falešnou operací, modelová skupina, skupina léčená alicinem a negativní kontrolní skupina. Byly pozorovány biochemické testy v séru a histologické změny.

Celkem bylo identifikováno 16 aktivních složek česneku a 503 potenciálních cílů. Kromě toho bylo nalezeno 3033 klíčových cílů pro aterosklerózu. V důsledku průniku cílů česneku s cíli aterosklerózy bylo identifikováno 230 potenciálních terapeutických cílů. Analýzy obohacení metabolických drah odhalily 2017 biologických procesů, 78 buněčných složek a 200 molekulárních funkcí. Mezi významné procesy patřila reakce na oxidační stres a zánět. Bylo zjištěno, že potenciální cíle jsou obohaceny v metabolismu lipidů a v drahách aterosklerózy.

Molekulární dokovací studie ukázaly, že složky česneku, jako je sobrole A, benzaldoxim, alicin a (+)-L-aliin, silně interagují s proteiny souvisejícími s ferroptózou, jako je GPX4 (glutathionperoxidáza), DPP4 (dipeptidylpeptidáza 4) a ALOX5 (arachidonát 5-lipoxygenáza). U zvířecích modelů, zejména u myší s knockoutem apolipoproteinu E a myší C57BL/6, bylo prokázáno, že alicin významně snižuje tvorbu plaků a ukládání lipidů v karotické tepně. Alicin také zlepšil lipidové profily snížením koncentrací lipoproteinů s nízkou hustotou (LDL-C), celkového cholesterolu a triglyceridů v léčené skupině ve srovnání s neléčenou skupinou. Alicin snížil peroxidaci lipidů a železem indukovanou buněčnou smrt, o čemž svědčí snížené hladiny malondialdehydu a zvýšené hladiny GPX4 v séru.

In vitro experimenty snížily alicin oxidační poškození vyvolané ox-LDL. Exprese proteinů genů souvisejících s ferroptózou DPP4 a ALOX5 byla léčbou alicinem snížena, zatímco exprese GPX4 byla zvýšena. Kromě toho alicin snížil hladiny mRNA ALOX5 a zvýšil hladiny mRNA GPX4 ve srovnání se skupinou léčenou ox-LDL. Tyto výsledky naznačují, že česnek, zejména alicin, může zlepšit aterosklerózu regulací ferroptózy, což zdůrazňuje jeho potenciální terapeutickou hodnotu při léčbě kardiovaskulárních onemocnění.

Závěrem studie zdůrazňuje potenciál česneku a jeho aktivních látek, jako je sobrol A, alicin, (+)-L-aliin a benzaldoxim, v léčbě aterosklerózy cílením na mechanismy související s ferroptózou. Specifické cílové geny identifikované ve studii poskytují základ pro vývoj cílených terapií, které mohou v budoucnu zlepšit výsledky léčby. Zjištění vyžadují další výzkum terapií na bázi česneku, které by mohly vést k účinnějším a přirozenějším možnostem léčby kardiovaskulárních onemocnění.