Gesteriliseerde gefermenteerde drank richt zich in een computerstudie op zwaarlijvigheid en diabetes type 2

Gesteriliseerde gefermenteerde drank richt zich in een computerstudie op zwaarlijvigheid en diabetes type 2

Door de drankjes te analyseren die mensen daadwerkelijk zouden consumeren, onthullen onderzoekers hoe gesteriliseerde plantenfermenten theoretisch insuline, lipiden en ontstekingsroutes zouden kunnen beïnvloeden, waardoor de basis wordt gelegd voor toekomstige experimentele tests.

Een recente studie in het tijdschriftWetenschappelijke rapportenheeft bioactieve moleculen geïdentificeerd, gekarakteriseerd en geëvalueerd in een terminaal gesteriliseerde, probiotisch gefermenteerde, medicinale voedselhomoloog (MFH) drank die obesitas en type 2 diabetes (T2D) kan tegengaan.in silicoMulti-target modulatie van metabole ontstekingen.

Mondiale last van obesitas en diabetes type 2

Ruim één op de acht volwassenen lijdt aan obesitas en ruim 500 miljoen lijden aan diabetes type 2, een syndemische ziekte die leidt tot hartziekten, nierfalen en productiviteitsverlies. Gezinnen voelen dit bij de kassa van de boodschappen en bij de apotheekbalie. Effectieve medicijnen zoals glucagon-achtige peptide-1 (GLP-1) receptoragonisten werken, maar de kosten, bijwerkingen en toegang beperken het praktische gebruik.

Voedingsmiddelen en fermenten gebaseerd op de Traditionele Chinese Geneeskunde (TCM) zijn goedkope, houdbare opties die mensen dagelijks kunnen drinken.

Toch karakteriseert het meeste onderzoek rauwe kruiden in plaats van de uiteindelijke gesteriliseerde drank die mensen daadwerkelijk consumeren. Geïntegreerde chemische en systeemanalyses zijn nodig om duidelijk te maken welke moleculen de verwerking overleven en hoe ze insuline, lipiden en ontstekingen beïnvloeden.

Verder onderzoek zou deze mechanismen in cellen en mensen moeten testen, aangezien de huidige bevindingen uitsluitend gebaseerd zijn op computationele analyses.

Profilering van bioactieve stoffen in een gesteriliseerde MFH-drank

Onderzoekers analyseerden een kant-en-klare, terminaal gesteriliseerde gefermenteerde drank (FH03FS), gemaakt van vijf MFH-fabrieken zoals Radix ofMillettia speciosaLotusblad, monniksfruit, mandarijnenschil enCortex van kaneel. Om veiligheidsredenen worden ze eerst met warmte behandeld en vervolgens gefermenteerdLacticaseibacillus paracaseiEnLactiplantibacillus plantarumen ten slotte gepasteuriseerd voor stabiliteit.

Fytochemicaliën werden geprofileerd met behulp van ultra-performance vloeistofchromatografie-tandemmassaspectrometrie (UPLC-MS/MS). Verbindingen met een relatieve overvloed van >0,1% werden beoordeeld op orale biologische beschikbaarheid en gelijkenis met het geneesmiddel.

In silicoAbsorptie, distributie, metabolisme, uitscheiding en toxiciteit (ADMET) voorspellingen omvatten gastro-intestinale (GI) absorptie, permeabiliteit van de bloed-hersenbarrière, P-glycoproteïne (P-gp) substraatstatus en cytochroom P450 (CYP) remming.

Systeemanalyses maakten gebruik van netwerkfarmacologie om voorspelde samengestelde doelen te kruisen met obesitas- en T2D-gensets, eiwit-eiwitinteractienetwerken (PPI), genontologie (GO) en routeverrijkingsanalyses van de Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) om kernknooppunten en routes te definiëren.

Moleculair koppelen gekwantificeerde binding (kcal/mol) tussen geprioriteerde verbindingen en hub-eiwitten, moleculaire mechanica/Poisson-Boltzmann oppervlak (MM-PBSA), geleide moleculaire dynamica (MD) simulaties (100 ns) beoordeelden de stabiliteit met behulp van root mean square deviatie (RMSD), root mean square fluctuatie (RMSF), gyratiestraal (Rg) en voor oplosmiddel toegankelijk oppervlak (SASA).

Samen verbindt deze pijplijn ‘wat er in de fles zit’ met ‘wat het zou kunnen doen’ in metabolisch-inflammatoire netwerken, zoals voorspeld door computermodellen in plaats van experimentele tests.

Chemische profilering identificeert tien belangrijke bioactieve stoffen

UPLC-MS/MS detecteerde 3.387 moleculen uit fenylpropanoïden/polyketiden, organoheterocycli, lipiden, benzooïden en alkaloïden. Dit resulteerde in tien farmacokinetisch gunstige actieve ingrediënten, gedomineerd door aporfine-alkaloïden (nuciferine, asimilobine) en flavonoïden (isosinensetine, morin, 5,7,3′,4′-tetramethoxyflavon, 7,4′-di-O-methylapigenine, 3,3′,4′,5,6,7,8-heptamethoxyflavon, 5-desmethylsinensetine), plus (S)-coclaurine en de lignan eudesmin.

ADMET suggereerde een hoge gastro-intestinale absorptie en over het algemeen weinig veiligheidsproblemen; De meeste verbindingen veroorzaakten geen mutageniteitsindicatoren voor het humane ether-à-go-go-gerelateerde gen (hERG) of de Ames-test (AMES), terwijl sommige CYP-interacties vertoonden die in de polyfarmacie moeten worden gemonitord.

Systeemmodellering koppelt bioactieve stoffen aan metabolische ontstekingen

Doelvoorspelling doorsneed 338 vermeende samengestelde doelen met duizenden obesitas- en T2D-genen, wat 144 overlappende knooppunten opleverde. De netwerktopologie destilleerde 20 kerneiwitten die centraal staan bij metabole ontsteking en insulinesignalering, waaronder peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG), oestrogeenreceptor 1 (ESR1), RAC alfa-serine/threonine proteïnekinase (AKT1), tumornecrosefactor (TNF), interleukine-1 bèta (IL1B), signaaltransducer en activator van transcriptie 3 (STAT3), apoptoseregulator B-cellymfoom 2 (BCL2), cellulair tumorantigeen p53 (TP53), proto-oncogeen tyrosine-eiwitkinase Src (SRC), mechanistisch doelwit van rapamycine (MTOR) en matrixmetalloproteïnasen (MMP2 / MMP9).

GO- en KEGG-verrijking brachten signaalroutes aan het licht die relevant zijn voor de biologie van metabole ziekten, waaronder insulineresistentie, signalering van lipiden en atherosclerose, geavanceerde glycatie-eindproductenreceptor voor AGE (AGE-RAGE) signaalroutes en kerncascades zoals fosfoinositide 3-kinase-Akt (PI3K-Akt), mitogeen-geactiveerde proteïnekinase (MAPK), cyclisch adenosinemonofosfaat (cAMP), TNF- en oestrogeensignalering.

Deze netwerken weerspiegelen statistisch verrijkte route-associaties en koppelen op plausibele wijze een dagelijks drankje aan verbeterd glucosetransport via glucosetransporter type 4 (GLUT4), verminderde hepatische gluconeogenese via forkhead box-eiwit O1 (FOXO1), verzwakte ontstekingssignalering en veranderde lipidenverwerking in computationele netwerkmodellen.

Docking en simulaties demonstreren bindingsstabiliteit

Moleculaire docking ondersteunde betrokkenheid bij meerdere doelen. Morin bond ESR1, BCL2 en SRC met hoge affiniteit; Verschillende flavonoïden en (S)-coclaurine bevorderden PPARG, en 5-desmethylsinensetine richtte zich op AKT1. Met name vertoonde nuciferine een breed voorspelde binding over meerdere metabolische centra.

Twee representatieve complexen werden onderworpen aan MD-simulaties. Morin-ESR1 stabiliseerde snel (RMSD ≈ 0,26 nm), behield waterstofbruggen en vertoonde van der Waals-aangedreven binding via MM-PBSA met consistente SASA en Rg, kenmerken van een bindingshouding met lage energie.

Asimilobine-PPARG vertoonde vergelijkbare stabiliteit (RMSD ≈ 0,28 nm) met grotere elektrostatische bijdragen en aanhoudende hydrofobe contacten na kleine optimalisatie in het midden van het traject.

Alles bij elkaar onthulden de trajecten één enkel diep minimum in het vrije energielandschap, wat wijst op aanhoudende bindingsmodi binnen de gesimuleerde systemen.

Potentieel voor toegankelijke, gefermenteerde metabolische ondersteuning

In gemeenschappen die voedselbudgetten in evenwicht brengen met apotheekrekeningen is een houdbare, gefermenteerde drank nodig die sterilisatie met intacte aporfinen en flavonoïden overleeft.in silicoomvat PPARG, AKT1, ESR1 en inflammatoire knooppunten, wat een plausibele, toegankelijke aanvulling vormt op voeding en lichaamsbeweging als een hypothese gegenereerd door computationele analyse. Het vervangt geen GLP-1- of natrium-glucose-cotransporter-2 (SGLT2)-therapieën, maar zou huishoudens kunnen helpen glucose, lipiden en ontstekingen in de goede richting te beheersen als toekomstige experimentele en klinische onderzoeken de biologische relevantie bevestigen.

Conclusies en toekomstige experimentele richtingen

Een terminaal gesteriliseerde MFH-gefermenteerde drank (FH03FS) bevat aporfine-alkaloïden en flavonoïden met gunstige ADMET-profielen, hoog voorspelde GI-absorptie en multi-doeleffecten op insuline-, lipiden- en ontstekingsroutes geïdentificeerd met behulp van geïntegreerde methodenin silicoBenaderingen.

Netwerkfarmacologie, moleculaire docking en 100 ns MD-simulaties (met MM-PBSA) duiden op een stabiele binding aan kernknooppunten zoals PPARG, ESR1, AKT1, TNF en andere, afgestemd op KEGG-insulineresistentieroutes, PI3K-Akt, MAPK en AGE-RAGE-signalering.

Deze computationele resultaten genereren testbare hypothesen dat een dagelijkse, betaalbare drank een aanvulling zou kunnen zijn op levensstijlaanpassing en conventionele zorg, in afwachting van validatie door experimentele en menselijke studies. De volgende stappen zouden biofysische tests, celmodellering en proeven op mensen moeten omvatten om de werkzaamheid, veiligheid, dosis en interacties in de praktijk te bevestigen.

Bronnen: