Sterilizovaný fermentovaný nápoj se ve výpočetní studii zaměřuje na obezitu a diabetes typu 2

Analýzou nápoje, který by lidé skutečně konzumovali, vědci odhalují, jak by sterilizované fermenty na rostlinné bázi mohly teoreticky ovlivnit inzulin, lipidy a zánětlivé cesty, což připravilo půdu pro budoucí experimentální testování.

Studie: Bioaktivní aporfiny a flavonoidy z fermentovaného nápoje se zaměřují na metabolické zánětlivé dráhy u obezity a diabetu 2.. Obrazový kredit: Hanasaki / Shutterstock

Nedávná studie v časopise Vědecké zprávy identifikované, charakterizované a hodnocené bioaktivní molekuly v terminálně sterilizovaném, probioticky fermentovaném léčivo-potravinářském homologním (MFH) nápoj, který může působit proti obezitě a cukrovce 2.T2D) přes in silico vícecílová modulace metabolismu zánět.

Globální zátěž obezitou a diabetem 2. typu

Více než 1 z 8 dospělých žije s obezitou a více než 500 milionů s obezitou T2Dsyndemie, která podporuje srdeční choroby, selhání ledvin a ztrátu produktivity. Rodiny to pociťují u pokladny a přepážky lékárny. Účinné léky, jako je glukagonu podobný peptid-1 (GLP-1) Agonisté receptorů fungují, ale náklady, vedlejší účinky a přístup omezují použití v reálném světě.

Tradiční čínská medicína (TCM) řízená jídla a fermenty jsou levné a stabilní možnosti, které lidé mohou pít denně.

Přesto většina výzkumů charakterizuje syrové bylinky, nikoli konečný sterilizovaný nápoj, který lidé skutečně konzumují. Objasnění, které molekuly přežijí zpracování a jak působí na inzulín, lipidy a zánět, vyžaduje integrované chemické a systémové analýzy.

Další výzkum by měl otestovat tyto mechanismy na buňkách a lidech, protože současné poznatky jsou odvozeny pouze z výpočetních analýz.

Profilování bioaktivních látek ve sterilizovaném MFH nápoji

Vyšetřovatelé analyzovali hotový, terminálně sterilizovaný fermentovaný nápoj (FH03FS) vyrobený z pěti MFH rostliny, jako je Radix of Krásné prosolotosový list, plod mnicha, kůra mandarinky a Cinnamomi kůra. Nejprve se pro jistotu tepelně upraví a poté fermentují Lacticaseibacillus paracasei a Rostliny Lactiplantibacillusa nakonec pasterizováno pro stabilitu.

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

V silico Absorpce, distribuce, metabolismus, vylučování a toxicita (ADMET) předpovědi zahrnovaly gastrointestinální (GI) vstřebávání, propustnost hematoencefalické bariéry, P-glykoprotein (P-gp) stav substrátu a cytochrom P450 (CYP) inhibice.

Systémové analýzy využívaly farmakologii sítě k protnutí předpokládaných cílů sloučenin s obezitou a T2D genové sady, interakce protein-protein (PPI) sítě, Genová ontologie (JÍT) a Kjótská encyklopedie genů a genomů (KEGG) analýzy obohacení dráhy k definování hlavních uzlů a cest.

Molekulární dokování kvantifikovaná vazba (kcal/mol) mezi prioritními sloučeninami a centrálními proteiny, Molecular Mechanics/Poisson-Boltzmann Surface Area (MM-PBSA), řízená molekulární dynamika (MUDr) simulace (100 ns) hodnotily stabilitu prostřednictvím střední kvadratické odchylky (RMSD), střední hodnota kvadratické fluktuace (RMSF), poloměr otáčení (Rg), a rozpouštědlům přístupný povrch (TEĎ).

Společně toto potrubí spojuje „to, co je v láhvi“ s „tím, co by to mohlo udělat“ v metabolicko-zánětlivých sítích, jak předpovídá spíše výpočetní modelování než experimentální testování.

Chemické profilování identifikuje deset klíčových bioaktivních látek

UPLC-MS/MS detekovalo 3 387 molekul zahrnujících fenylpropanoidy/polyketidy, organoheterocykly, lipidy, benzenoidy a alkaloidy. Z nich vzešlo deset farmakokineticky příznivých aktivních 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 doporučená vysoká GI absorpce a obecně nízké obavy o bezpečnost; většina sloučenin nevyvolala lidský gen související s ether-à-go-go (hERG) nebo příznaky mutagenity Amesova testu (AMES), zatímco některé ukázaly CYP interakce, které stojí za to sledovat v polyfarmacii.

Modelování systémů spojuje bioaktivní látky s metabolickým zánětem

Předpověď cíle protínala 338 domnělých složených cílů s tisíci obezity a T2D genů, což dává 144 překrývajících se uzlů. Síťová topologie destilovala 20 základních proteinů, které jsou klíčové pro metabolický zánět a signalizaci inzulínu, včetně receptoru gama aktivovaného peroxisomovým proliferátorem (PPARG), estrogenový receptor 1 (ESR1), RAC-alfa serin/threonin-proteinkináza (AKT1), tumor nekrotizující faktor (TNF), interleukin-1 beta (IL1B), převodník signálu a aktivátor transkripce 3 (STAT3), regulátor apoptózy B-buněčný lymfom 2 (BCL2), buněčný nádorový antigen p53 (TP53), proto-onkogen tyrosin-proteinkináza Src (SRC), mechanistický cíl rapamycinu (MTOR) a matricové metaloproteinázy (MMP2/MMP9).

JÍT a KEGG obohacení zvýraznilo dráhy relevantní pro biologii metabolických onemocnění, včetně inzulínové rezistence, signalizace lipidů a aterosklerózy, pokročilé glykační koncové produkty-receptory pro AGE (VĚK-RAGE) dráhy a jádrové kaskády, jako je fosfoinositid 3-kináza-Akt (PI3K-Act), mitogenem aktivovaná proteinkináza (MAPK), cyklický adenosinmonofosfát (tábor), TNFa estrogenní signalizace.

Tyto sítě odrážejí statisticky obohacené asociace cest a věrohodně spojují denní nápoj se zlepšeným transportem glukózy prostřednictvím transportéru glukózy typu 4 (GLUT4), snížená jaterní glukoneogeneze prostřednictvím proteinu forkhead box O1 (FOXO1), zeslabil zánětlivou signalizaci a změnil manipulaci s lipidy v modelech výpočetní sítě.

Dokování a simulace demonstrují stabilitu vazby

Molekulární dokování podporovalo zapojení více cílů. Morin vázán ESR1, BCL2a SRC s vysokou afinitou; upřednostňuje několik flavonoidů a (S)-koklaurinu PPARGa cílené na 5-desmethylsinensetin AKT1. Je pozoruhodné, že nuciferin vykazoval širokou předpokládanou vazbu přes několik metabolických uzlů.

Prošly dva reprezentativní komplexy MUDr simulace. Morin-ESR1 rychle stabilizovaný (RMSD ≈ 0,26 nm), udržoval vodíkové vazby a vykazoval van der Waalsovu vazbu řízenou MM-PBSA s konzistentním TEĎ a Rgrysy nízkoenergetické vázací pozice.

Podobné dobré-PPARG vykazoval podobnou stabilitu (RMSD ≈ 0,28 nm) s většími elektrostatickými příspěvky a perzistentními hydrofobními kontakty po menší optimalizaci střední dráhy.

Dohromady trajektorie zobrazily jediné hluboké minimum v krajině volné energie, což naznačuje trvalé vazebné režimy v simulovaných systémech.

Potenciál pro přístupnou, fermentovanou metabolickou podporu

V komunitách, které porovnávají rozpočty na potraviny s účty za lékárny, je to fermentovaný nápoj stabilní při skladování, který přežije sterilizaci pomocí intaktních aporfinů a flavonoidů a to, in silicozapojuje PPARG, AKT1, ESR1a zánětlivých uzlů, nabízí věrohodný a dostupný doplněk diety a cvičení jako hypotéza vytvořená výpočetní analýzou. Nenahrazuje GLP-1 nebo sodno-glukózový kotransportér-2 (SGLT2) terapie, ale mohlo by to domácnostem pomoci nasměrovat glukózu, lipidy a záněty správným směrem, pokud budoucí experimentální a klinické studie potvrdí biologickou relevanci.

Závěry a budoucí experimentální směry

Nevyléčitelně sterilizovaná MFH fermentovaný nápoj (FH03FS) obsahuje aporfinové alkaloidy a flavonoidy s příznivým ADMET profily, vysoce předpovídané GI vstřebávání a vícecílové působení napříč inzulínovými, lipidovými a zánětlivými cestami identifikované pomocí integr in silico přístupy.

Síťová farmakologie, molekulární dokování a 100-ns MUDr simulace (s MM-PBSA) označují stabilní vazbu na jádrové náboje jako PPARG, ESR1, AKT1, TNFa další, v souladu s KEGG cesty k inzulínové rezistenci, PI3K-Act, MAPKa VĚK-RAGE signalizace.

Tyto výsledky výpočtů vytvářejí testovatelné hypotézy, že každodenní, cenově dostupný nápoj by mohl doplnit změnu životního stylu a konvenční péči, dokud nebudou ověřeny experimentálními a lidskými studiemi. Další kroky by měly zahrnovat biofyzikální testy, buněčné modely a testy na lidech pro potvrzení účinnostbezpečnost, dávka a interakce v reálném světě.