Sterilizovaný fermentovaný nápoj se v počítačové studii zaměřuje na obezitu a diabetes 2

Sterilizovaný fermentovaný nápoj se v počítačové studii zaměřuje na obezitu a diabetes 2

Analýzou nápojů, které by lidé skutečně konzumovali, vědci odhalují, jak by sterilizované rostlinné fermenty mohly teoreticky ovlivnit inzulín, lipidy a zánětlivé cesty, což položilo základy pro budoucí experimentální testování.

Nedávná studie v časopiseVědecké zprávyidentifikovali, charakterizovali a vyhodnotili bioaktivní molekuly v terminálně sterilizovaném, probioticky fermentovaném nápoji s homologem léčivé potraviny (MFH), který může působit proti obezitě a diabetu 2. typu (T2D).in silicoVícecílová modulace metabolického zánětu.

Globální zátěž obezitou a cukrovkou 2. typu

Více než jeden z osmi dospělých trpí obezitou a více než 500 milionů trpí cukrovkou 2. typu, což je syndemické onemocnění, které vede k onemocnění srdce, selhání ledvin a ztrátě produktivity. Rodiny to pocítí u pokladny v potravinách a u přepážky v lékárně. Účinné léky, jako jsou agonisté receptoru glukagonu podobný peptid-1 (GLP-1), fungují, ale praktické použití omezují náklady, vedlejší účinky a přístup.

Potraviny a fermenty řízené tradiční čínskou medicínou (TCM) jsou levné, skladovatelné možnosti, které mohou lidé pít denně.

Přesto většina výzkumů charakterizuje syrové bylinky spíše než konečný sterilizovaný nápoj, který lidé skutečně konzumují. Integrované chemické a systémové analýzy jsou nutné k objasnění, které molekuly přežijí zpracování a jak ovlivňují inzulín, lipidy a zánět.

Další výzkum by měl otestovat tyto mechanismy na buňkách a lidech, protože současné poznatky jsou založeny pouze na výpočtových analýzách.

Profilování bioaktivních látek ve sterilizovaném nápoji MFH

Výzkumníci analyzovali hotový, terminálně sterilizovaný fermentovaný nápoj (FH03FS) vyrobený z pěti rostlin MFH, jako je Radix ofMillettia speciosaLotosový list, mnichový plod, mandarinková kůra aCinnamomi kůra. Z bezpečnostních důvodů se nejprve tepelně upravují a poté fermentujíLacticaseibacillus paracaseiALactiplantibacillus plantaruma nakonec pasterizováno pro stabilitu.

Fytochemikálie byly profilovány pomocí ultravýkonné kapalinové chromatografie-tandemové hmotnostní spektrometrie (UPLC-MS/MS). Sloučeniny s relativním zastoupením >0,1 % byly hodnoceny na orální biologickou dostupnost a podobnost s léčivem.

V silicoPředpovědi absorpce, distribuce, metabolismu, vylučování a toxicity (ADMET) zahrnovaly gastrointestinální (GI) absorpci, permeabilitu hematoencefalické bariéry, stav substrátu P-glykoproteinu (P-gp) a inhibici cytochromu P450 (CYP).

Systémové analýzy využívaly farmakologii sítě k protnutí předpokládaných cílových sloučenin s obezitou a genovými sadami T2D, sítěmi interakce protein-protein (PPI), genovou ontologií (GO) a analýzami obohacení dráhy Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) k definování hlavních uzlů a cest.

Molekulární dokování kvantifikovala vazbu (kcal/mol) mezi prioritními sloučeninami a hubovými proteiny, molekulární mechanika/Poisson-Boltzmannův povrch (MM-PBSA), simulace řízené molekulární dynamiky (MD) (100 ns) hodnotily stabilitu pomocí střední kvadratické odchylky (RMSD), střední kvadratické fluktuace (RMSF), poloměru gyrace (Rg) a povrchové plochy dostupné rozpouštědlu.

Společně toto potrubí spojuje „co je v láhvi“ s „co by to mohlo dělat“ v metabolicko-zánětlivých sítích, jak předpovídají spíše výpočetní modely než experimentální testy.

Chemické profilování identifikuje deset důležitých bioaktivních látek

UPLC-MS/MS detekovalo 3 387 molekul z fenylpropanoidů/polyketidů, organoheterocyklů, lipidů, benzoidů a alkaloidů. Vzniklo tak deset farmakokineticky příznivých účinných látek, kterým dominovaly aporfinové alkaloidy (nuciferin, asimilobin) a flavonoidy (isosinensetin, morin, 5,7,3′,4′-tetramethoxyflavon, 7,4′-di-O-methylapigenin, 3,3′,4′,5,6,7,8-heptamethoxyflavon, 5-desmethylsinensetin), plus (S)-koklaurin a lignan eudesmin.

ADMET navrhl vysokou gastrointestinální absorpci a obecně nízké bezpečnostní obavy; Většina sloučenin nespustila ukazatele mutagenity lidského ether-à-go-go souvisejícího genu (hERG) nebo Amesova testu (AMES), zatímco některé vykazovaly interakce CYP, které by měly být sledovány v polyfarmacii.

Systémové modelování spojuje bioaktivní látky s metabolickým zánětem

Predikce cíle protínala 338 domnělých složených cílů s tisíci genů pro obezitu a T2D, což dalo 144 překrývajících se uzlů. Topologie sítě destilovala 20 základních proteinů, které jsou klíčové pro metabolický zánět a signalizaci inzulínu, včetně receptoru gama aktivovaného peroxisomovým proliferátorem (PPARG), estrogenového receptoru 1 (ESR1), RAC alfa-serin/threonin protein kinázy (AKT1), faktoru nekrotizujícího nádory (TNF), interleukinu-1 beta (IL31B), regulátoru signální transdukce (IL31B), aktivátoru signální transdukce B-buněčný lymfom 2 (BCL2), buněčný nádorový antigen p53 (TP53), protoonkogen tyrosin protein kináza Src (SRC), mechanistický cíl rapamycinu (MTOR) a matrixové metaloproteinázy (MMP2/MMP9).

Obohacení GO a KEGG zvýraznilo signální dráhy relevantní pro biologii metabolických onemocnění, včetně inzulinové rezistence, signalizace lipidů a aterosklerózy, receptor pro pokročilé glykační koncové produkty pro signální dráhy AGE (AGE-RAGE) a jádrové kaskády, jako je fosfoinositid 3-kináza-Akt (PI3K-Akt), mitogen-aktivovaný protein, adenokináza (PKcAMPin protein), cyklický kinázový protein (PK- estrogenní signalizace.

Tyto sítě odrážejí statisticky obohacené asociace drah a věrohodně spojují každodenní pití se zvýšeným transportem glukózy prostřednictvím transportéru glukózy typu 4 (GLUT4), sníženou jaterní glukoneogenezí prostřednictvím proteinu forkhead box O1 (FOXO1), zeslabenou zánětlivou signalizací a změněnou manipulací s lipidy v modelech výpočetní sítě.

Dokování a simulace prokazují stabilitu vazby

Molekulární dokování podporovalo zapojení více cílů. Morin vázal ESR1, BCL2 a SRC s vysokou afinitou; Několik flavonoidů a (S)-koklaurin podporovalo PPARG a 5-desmethylsinensetin cílil na AKT1. Je pozoruhodné, že nuciferin vykazoval širokou předpokládanou vazbu napříč více metabolickými centry.

Dva reprezentativní komplexy byly podrobeny MD simulacím. Morin-ESR1 se rychle stabilizoval (RMSD ≈ 0,26 nm), zachoval vodíkové vazby a vykazoval van der Waalsovu vazbu přes MM-PBSA s konzistentními SASA a Rg, což jsou charakteristiky nízkoenergetické vazebné pozice.

Asimilobin-PPARG vykazoval podobnou stabilitu (RMSD ≈ 0,28 nm) s většími elektrostatickými příspěvky a perzistentními hydrofobními kontakty po menší optimalizaci uprostřed trajektorie.

Celkově vzato, trajektorie odhalily jediné hluboké minimum v krajině volné energie, což naznačuje trvalé vazebné režimy v simulovaných systémech.

Potenciál pro dostupnou, fermentovanou metabolickou podporu

V komunitách, které vyrovnávají rozpočty na potraviny a účty za lékárny, je potřeba trvanlivý fermentovaný nápoj, který přežije sterilizaci pomocí intaktních aporfinů a flavonoidů a kterýin silicozahrnuje PPARG, AKT1, ESR1 a zánětlivé uzliny, což poskytuje věrohodný a dostupný doplněk k dietě a cvičení jako hypotéza vytvořená výpočetní analýzou. Nenahrazuje terapie GLP-1 nebo sodík-glukózový kotransportér-2 (SGLT2), ale mohl by pomoci domácnostem zvládat glukózu, lipidy a záněty správným směrem, pokud budoucí experimentální a klinické studie potvrdí biologickou relevanci.

Závěry a budoucí experimentální směry

Terminálně sterilizovaný MFH fermentovaný nápoj (FH03FS) obsahuje aporfinové alkaloidy a flavonoidy s příznivými ADMET profily, vysokou předpokládanou GI absorpcí a multi-cílovými účinky napříč inzulínovými, lipidovými a zánětlivými cestami identifikovanými pomocí integrovaných metod.in silicoPřístupy.

Síťová farmakologie, molekulární dokování a 100 ns MD simulace (s MM-PBSA) indikují stabilní vazbu na jádrové uzly, jako jsou PPARG, ESR1, AKT1, TNF a další, v souladu s dráhami inzulínové rezistence KEGG, signalizací PI3K-Akt, MAPK a AGE-RAGE.

Tyto výpočtové výsledky generují testovatelné hypotézy, že každodenní, cenově dostupný nápoj by mohl doplňovat úpravu životního stylu a konvenční péči, dokud nebudou ověřeny experimentálními studiemi a studiemi na lidech. Další kroky by měly zahrnovat biofyzikální testování, modelování buněk a pokusy na lidech, aby se potvrdila účinnost, bezpečnost, dávka a interakce v reálném prostředí.

Zdroje: