Sterilizirano fermentirano piće usmjereno je na pretilost i dijabetes tipa 2 u kompjuterskoj studiji

Sterilizirano fermentirano piće usmjereno je na pretilost i dijabetes tipa 2 u kompjuterskoj studiji

Analizirajući pića koja bi ljudi zapravo konzumirali, istraživači otkrivaju kako bi sterilizirani biljni fermenti teoretski mogli utjecati na inzulin, lipide i upalne puteve, postavljajući temelj za buduća eksperimentalna ispitivanja.

Nedavna studija u časopisuZnanstvena izvješćaidentificirali, karakterizirali i procijenili bioaktivne molekule u terminalno steriliziranom, probiotički fermentiranom, homologu medicinske hrane (MFH) napitku koji može spriječiti pretilost i dijabetes tipa 2 (T2D).in silicoVišeciljana modulacija metaboličke upale.

Globalni teret pretilosti i dijabetesa tipa 2

Više od jedne od osam odraslih osoba pati od pretilosti, a više od 500 milijuna pati od dijabetesa tipa 2, sindemične bolesti koja dovodi do bolesti srca, zatajenja bubrega i gubitka produktivnosti. Obitelji to osjećaju na blagajni u trgovini i na šalteru ljekarne. Učinkoviti lijekovi kao što su agonisti receptora glukagonu sličnog peptida-1 (GLP-1) djeluju, ali troškovi, nuspojave i pristup ograničavaju praktičnu upotrebu.

Hrana i fermenti vođeni tradicionalnom kineskom medicinom (TCM) su jeftine opcije stabilne na policama koje ljudi mogu piti svakodnevno.

Ipak, većina istraživanja karakterizira sirovo bilje, a ne konačni sterilizirani napitak koji ljudi zapravo konzumiraju. Potrebne su integrirane kemijske i sustavne analize kako bi se razjasnilo koje molekule prežive procesiranje i kako utječu na inzulin, lipide i upalu.

Daljnja istraživanja trebala bi testirati ove mehanizme u stanicama i ljudima, budući da se trenutačni nalazi temelje isključivo na računalnim analizama.

Profiliranje bioaktivnih tvari u steriliziranom MFH napitku

Istraživači su analizirali terminalno sterilizirano fermentirano piće gotovo za piće (FH03FS) napravljeno od pet MFH biljaka kao što je Radix odMillettia speciosaList lotosa, monaški plod, kora mandarine iKora cimeta. Iz sigurnosnih razloga prvo se toplinski obrađuju, a zatim fermentirajuLacticaseibacillus paracaseiILactiplantibacillus plantarumi na kraju pasteriziran za stabilnost.

Fitokemikalije su profilirane korištenjem tekućinske kromatografije ultra-učinkovitosti-tandem masene spektrometrije (UPLC-MS/MS). Spojevi s relativnom zastupljenošću od >0,1% procijenjeni su na oralnu bioraspoloživost i sličnost lijeku.

U silicoPredviđanja apsorpcije, distribucije, metabolizma, izlučivanja i toksičnosti (ADMET) uključivala su gastrointestinalnu (GI) apsorpciju, propusnost krvno-moždane barijere, status supstrata P-glikoproteina (P-gp) i inhibiciju citokroma P450 (CYP).

Analize sustava koristile su mrežnu farmakologiju za presijecanje predviđenih ciljeva spojeva s pretilošću i T2D setovima gena, mrežama protein-protein interakcije (PPI), ontologijom gena (GO) i analizama obogaćivanja puta Kyoto enciklopedije gena i genoma (KEGG) za definiranje ključnih čvorova i putova.

Molekularno spajanje kvantificirano vezanje (kcal/mol) između prioritetnih spojeva i hub proteina, molekularna mehanika/Poisson-Boltzmannova površina (MM-PBSA), simulacije vođene molekularne dinamike (MD) (100 ns) procijenjena stabilnost korištenjem korijena srednje kvadratne devijacije (RMSD), korijena srednje kvadratne fluktuacije (RMSF), polumjera rotacije (Rg) i otapala dostupna površina (SASA).

Zajedno, ovaj cjevovod povezuje "ono što je u boci" s "onim što bi moglo učiniti" u metaboličko-upalnim mrežama, kako predviđaju računalni modeli, a ne eksperimentalni testovi.

Kemijsko profiliranje identificira deset važnih bioaktivnih tvari

UPLC-MS/MS otkrio je 3387 molekula iz fenilpropanoida/poliketida, organoheterocikala, lipida, benzoida i alkaloida. Time je dobiveno deset farmakokinetički povoljnih aktivnih sastojaka, među kojima dominiraju aporfinski alkaloidi (nuciferin, asimilobin) i flavonoidi (izosinensetin, morin, 5,7,3′,4′-tetrametoksiflavon, 7,4′-di-O-metilapigenin, 3,3′,4′,5,6,7,8-heptametoksiflavon, 5-desmetilsinensetin), plus (S)-koklaurin i lignan eudesmin.

ADMET je sugerirao visoku gastrointestinalnu apsorpciju i općenito niske zabrinutosti za sigurnost; Većina spojeva nije pokrenula indikatore mutagenosti ljudskog ether-à-go-go povezanog gena (hERG) ili Amesovog testa (AMES), dok su neki pokazali CYP interakcije koje bi trebalo pratiti u polifarmaciji.

Modeliranje sustava povezuje bioaktivne tvari s metaboličkom upalom

Predviđanje cilja presjeklo je 338 navodnih kompozitnih ciljeva s tisućama gena za pretilost i T2D, dajući 144 preklapajuća čvora. Mrežna topologija destilirala je 20 središnjih proteina koji su ključni za metaboličku upalu i inzulinsku signalizaciju, uključujući gama receptor aktiviran proliferatorom peroksisoma (PPARG), estrogenski receptor 1 (ESR1), RAC alfa-serin/treonin protein kinazu (AKT1), faktor tumorske nekroze (TNF), interleukin-1 beta (IL1B), pretvarač signala i aktivator transkripcije 3 (STAT3), regulator apoptoze B-stanični limfom 2 (BCL2), stanični tumorski antigen p53 (TP53), protoonkogen tirozin protein kinaza Src (SRC), mehanički cilj rapamicina (MTOR) i matrične metaloproteinaze (MMP2/MMP9).

Obogaćivanje GO i KEGG-om istaknulo je signalne putove relevantne za biologiju metaboličkih bolesti, uključujući inzulinsku rezistenciju, signaliziranje lipida i ateroskleroze, napredni receptor krajnjih produkata glikacije za AGE (AGE-RAGE) signalne putove i središnje kaskade kao što su fosfoinozitid 3-kinaza-Akt (PI3K-Akt), mitogen-aktivirana protein kinaza (MAPK), ciklički signalizacija adenozin monofosfata (cAMP), TNF i estrogena.

Ove mreže odražavaju statistički obogaćene asocijacije puteva i vjerojatno povezuju dnevno piće s poboljšanim transportom glukoze putem transportera glukoze tipa 4 (GLUT4), smanjenom hepatičkom glukoneogenezom putem proteina O1 kutije vilice (FOXO1), oslabljenom upalnom signalizacijom i promijenjenim rukovanjem lipidima u računalnim mrežnim modelima.

Docking i simulacije pokazuju stabilnost vezivanja

Molekularno spajanje podržava višestruki angažman. Morin je vezao ESR1, BCL2 i SRC s visokim afinitetom; Nekoliko flavonoida i (S)-koklaurina pospješuju PPARG, a 5-dezmetilsinensetin cilja AKT1. Značajno, nuciferin je pokazao široko predviđeno vezanje u više metaboličkih centara.

Dva reprezentativna kompleksa podvrgnuta su MD simulacijama. Morin-ESR1 se brzo stabilizirao (RMSD ≈ 0,26 nm), zadržao vodikove veze i pokazao van der Waalsovo vezanje kroz MM-PBSA s dosljednim SASA i Rg, karakteristikama poze vezanja niske energije.

Asimilobin-PPARG pokazao je sličnu stabilnost (RMSD ≈ 0,28 nm) s većim elektrostatskim doprinosima i postojanim hidrofobnim kontaktima nakon manje optimizacije na sredini putanje.

Uzete zajedno, putanje su otkrile jedan duboki minimum u pejzažu slobodne energije, ukazujući na postojane načine vezanja unutar simuliranih sustava.

Potencijal za dostupnu, fermentiranu metaboličku potporu

U zajednicama koje balansiraju proračune za hranu i račune za ljekarne, potrebno je fermentirano piće stabilno na policama koje preživi sterilizaciju s netaknutim aporfinima i flavonoidima i kojein silicouključuje PPARG, AKT1, ESR1 i upalne čvorove, pružajući uvjerljiv, pristupačan dodatak prehrani i vježbanju kao hipotezu generiranu računalnom analizom. Ne zamjenjuje terapije GLP-1 ili natrijevog glukoznog kotransportera-2 (SGLT2), ali bi mogao pomoći kućanstvima da upravljaju glukozom, lipidima i upalom u pravom smjeru ako buduće eksperimentalne i kliničke studije potvrde biološku važnost.

Zaključci i budući eksperimentalni smjerovi

Terminalno sterilizirani MFH fermentirani napitak (FH03FS) sadrži aporfinske alkaloide i flavonoide s povoljnim ADMET profilima, visokom predviđenom GI apsorpcijom i višeciljnim učincima na inzulin, lipide i upalne putove identificirane pomoću integriranih metodain silicoPrilazi.

Mrežna farmakologija, molekularno spajanje i 100 ns MD simulacije (s MM-PBSA) ukazuju na stabilno vezanje na središnje čvorove kao što su PPARG, ESR1, AKT1, TNF i drugi, usklađeno s KEGG putevima inzulinske rezistencije, PI3K-Akt, MAPK i AGE-RAGE signalizacijom.

Ovi računalni rezultati generiraju provjerljive hipoteze da dnevno, pristupačno piće može nadopuniti modifikaciju životnog stila i konvencionalnu njegu, čekajući potvrdu kroz eksperimentalne studije i studije na ljudima. Sljedeći koraci trebali bi uključivati ​​biofizičko testiranje, modeliranje stanica i ispitivanja na ljudima kako bi se potvrdila učinkovitost, sigurnost, doza i interakcije u stvarnom okruženju.

Izvori: