Vitlök som ett kraftfullt medel mot ateroskleros

I en nyligen publicerad studie i Frontiers in Pharmacology identifierade och analyserade forskare från Kina vitlökens aktiva komponenter och deras måltavlor för ateroskleros, och utforskade de underliggande farmakologiska mekanismerna. De fann att vitlök minskade uttrycket av ferroptosrelaterade gener, vilket indikerar dess potential att behandla ateroskleros genom att reglera ferroptos och minska lipidperoxidation.

Åderförkalkning är en ledande orsak till hjärt-kärlsjukdomar (HKD), såsom kranskärlssjukdom och stroke, med onormal intimalförtjockning av halspulsådern som drabbar över en miljard människor världen över. Sjukdomen är ett resultat av onormal lipidmetabolism, vilket leder till plackbildning och potentiell stängning av artärer på grund av plackruptur. Nya bevis belyser rollen av ferroptos, en form av reglerad celldöd i samband med lipidperoxidation, i åderförkalkning och andra hjärt-kärlsjukdomar. Även om lipidsänkande läkemedel finns tillgängliga, medför de risker såsom lever- och njurskador, vilket belyser behovet av säkrare behandlingar.

Vitlök, som används flitigt som ett örttillskott, är känt för sina kardiovaskulära fördelar, särskilt för att minska oxidativ stress och inflammation, vilka är kritiska faktorer vid åderförkalkning. Dess aktiva komponenter, såsom allicin, kan hämma lipidperoxidation och ferroptos. Trots dess kända fördelar är de exakta mekanismerna genom vilka vitlök påverkar åderförkalkning fortfarande oklara. Nätverksfarmakologi och molekylära dockningstekniker kan användas för att studera vitlökens multimålmekanismer, i syfte att utveckla nya, effektiva läkemedel för att förebygga och behandla åderförkalkning. I denna studie undersökte forskarna de mekanismer genom vilka vitlök förbättrar åderförkalkning med hjälp av en kombination av nätverksfarmakologi, bioinformatik, molekylär dockning och experimentell validering.

De viktigaste farmakologiska målen och aktiva komponenterna i vitlök, gemensamt benämnda vitlöksrelaterade läkemedelsmål, hämtades från tre databaser: Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database (TCMSP), Traditional Chinese Medicine Information Database (TCM-ID) och Encyclopedia of Traditional Chinese Medicine (ETCM). Potentiella aterosklerosmålgener hämtades från följande databaser: DisGeNET, GeneCards och DiGSeE. En intersektionanalys av dessa data utfördes för att identifiera potentiella vitlöksmålgener för behandling av ateroskleros. Anrikningsanalyser med Gene Ontology (GO) och Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) utfördes för dessa gener. Ett interaktionsnätverk mellan vitlökskomponenter, terapeutiska mål och viktiga signalvägar konstruerades. Skillnaderna i arteriellt genuttryck mellan friska individer och de med ateroskleros analyserades med hjälp av olika databaser. Dessutom utfördes molekylär dockning av aktiva komponenter i vitlök med nyckelgener.

Experimentell validering inkluderade cellexperiment med musceller för att utvärdera cytotoxicitet, biokemiska analyser, oljerött O-färgning och Western blotting. Omvänd transkription-kvantitativ polymeraskedjereaktion (RT-qPCR) utfördes för att mäta genuttrycksnivåer. Musmodellerna delades sedan in i fyra grupper: sham-opererad grupp, modellgrupp, allicinbehandlad grupp och negativ kontrollgrupp. Serumbiokemiska analyser och histologiska förändringar observerades.

Totalt identifierades 16 aktiva komponenter i vitlök och 503 potentiella måltavlor. Dessutom hittades 3033 viktiga måltavlor för ateroskleros. Genom att jämföra vitlöksmål med aterosklerosmål identifierades 230 potentiella terapeutiska måltavlor. Analyser av berikande processer avslöjade 2017 biologiska processer, 78 cellulära komponenter och 200 molekylära funktioner. Betydande processer inkluderade oxidativ stressrespons och inflammation. Potentiella måltavlor befanns vara berikade i lipidmetabolism och aterosklerosvägar.

Molekylära dockningsstudier har visat att vitlökskomponenter som sobrole A, bensaldoxim, allicin och (+)-L-alliin interagerar starkt med ferroptosrelaterade proteiner som GPX4 (glutationperoxidas), DPP4 (dipeptidylpeptidas 4) och ALOX5 (arachidonat 5-lipoxygenas). I djurmodeller, särskilt apolipoprotein E knockout-möss och C57BL/6-möss, har allicin visat sig signifikant minska plackbildning och lipidavsättning i halspulsådern. Allicin förbättrade också lipidprofilerna genom att minska koncentrationerna av lågdensitetslipoprotein (LDL-C), totalt kolesterol och triglycerider i den behandlade gruppen jämfört med den obehandlade gruppen. Allicin minskade lipidperoxidation och järninducerad celldöd, vilket framgår av minskade malondialdehydnivåer och ökad GPX4 i serum.

In vitro-experiment minskade allicin oxidativ skada inducerad av ox-LDL. Proteinuttrycket av ferroptosrelaterade gener DPP4 och ALOX5 minskade genom allicinbehandling, medan GPX4-uttrycket ökade. Dessutom minskade allicin ALOX5 mRNA-nivåerna och ökade GPX4 mRNA-nivåerna jämfört med ox-LDL-gruppen. Dessa resultat indikerar att vitlök, särskilt allicin, kan förbättra ateroskleros genom att reglera ferroptos, vilket belyser dess potentiella terapeutiska värde vid behandling av hjärt-kärlsjukdom.

Sammanfattningsvis belyser studien potentialen hos vitlök och dess aktiva föreningar såsom sobrol A, allicin, (+)-L-alliin och bensaldoxim vid behandling av ateroskleros genom att rikta in sig på ferroptosrelaterade mekanismer. De specifika målgener som identifierats i studien ger en grund för utveckling av riktade terapier som kan förbättra behandlingsresultaten i framtiden. Resultaten kräver ytterligare forskning om vitlöksbaserade terapier som kan leda till mer effektiva, naturliga behandlingsalternativ för hjärt-kärlsjukdom.