El protocolo del estudio fue revisado y aprobado por el Comité de Ética para Experimentos con Animales de la Universidad de Medicina China de Heilongjiang (aprobación # 2023021101). Todos los experimentos con animales se llevaron a cabo de acuerdo con las pautas ARRIVE (Investigación con animales: Informe de experimentos in vivo) y las pautas nacionales e institucionales relevantes para el cuidado y uso de animales de laboratorio. Como este estudio involucró experimentos con animales, el consentimiento informado no fue aplicable. Todos los procedimientos de cría de animales y recolección de pieles se adhirieron estrictamente a las Regulaciones Técnicas Chinas para la Gestión de la Cría de Animales Silvestres. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética para Experimentos con Animales de la Universidad de Medicina China de Heilongjiang, China (aprobación # 2023021101).
Preparación de muestras de bilis de zorro azul
El recurso de bilis de zorro azul se proporciona en la Tabla de materiales. Un total de 30 zorros azules (Vulpes lagopus) fueron sacrificados mediante descargas eléctricas, seguidos de la recolección de pieles y la recolección de vesícula biliar. La vesícula biliar del zorro azul es de forma ovalada, con una sección superior estrecha y una sección inferior hinchada. Su superficie exterior es de color marrón oscuro con pliegues visibles y la membrana de la cápsula es delgada. La bilis se aspiró inmediatamente con una jeringa desechable estéril de 1 ml y apareció de color negro oscuro o verde oscuro. Luego, las vesículas biliares se secaron a 37 ° C durante 48 h para obtener polvo seco de bilis de zorro azul (Figura 1). El polvo biliar resultante exhibió un tono marrón amarillento con una textura brillante y friable. El rendimiento promedio de polvo biliar seco por vesícula biliar fue de aproximadamente 0,82 ± 0,30 g. Para la preparación de la muestra, se disolvieron 250 mg de polvo biliar seco de zorro azul (como se describió anteriormente) u oso (consulte la Tabla de materiales) en 1 ml de metanol de grado cromatográfico al 70%. La solución se sonicó por ultrasonidos (40 kHz, 300 W), se filtró a través de una membrana de 0,22 μm, se diluyó hasta un volumen final de 50 ml (es decir, hasta 5 mg/ml) y se diluyó aún más hasta una concentración de trabajo de 0,5 mg/ml para su posterior análisis. El flujo de trabajo experimental general se resume en la Figura complementaria 1.
En este estudio, el rango de dosis de polvo de bilis de zorro azul utilizado para experimentos con animales fue de 5-10 g / kg según evaluaciones de toxicidad previas y estudios farmacológicos, sin efectos adversos significativos observados a estas concentraciones14,15. Durante la preparación del polvo biliar, las vesículas biliares se secaron a 37 °C durante 48 h; Sin embargo, el tiempo de secado puede variar según la humedad local y el volumen de la muestra, por lo que se debe verificar el contenido de humedad para garantizar una deshidratación completa. Para la disolución, una concentración de 5 mg/ml en metanol de grado cromatográfico fue óptima para los análisis de HPLC y UPLC-Q-TOF-MS; La disolución incompleta o los residuos de partículas pueden afectar a la precisión analítica, requiriendo sonicación o filtración adicional. Una limitación conocida es la variabilidad en la composición de la bilis debido a las diferencias estacionales, dietéticas y fisiológicas individuales entre los zorros azules, lo que podría afectar la abundancia relativa de compuestos activos como TUDCA y UDCA16. Por lo tanto, se recomienda la validación de lotes mediante perfiles cromatográficos antes del uso farmacológico para garantizar perfiles de componentes consistentes.
Análisis farmacológico en red
La composición química de la bilis de zorro azul se analizó mediante cromatografía líquida de alta resolución (ver Tabla de materiales) y cromatografía líquida de ultra alta resolución junto con espectrometría de masas de tiempo de vuelo cuadrupolar (UPLC-Q-TOF-MS). La HPLC se realizó utilizando una columna SB-C18 (4,6 mm x 150 mm, 5 μm) con una fase móvil compuesta por dihidrogenofosfato de sodio 0,03 M (pH ajustado a 4,4 con ácido fosfórico) como fase A y metanol (ver Tabla de materiales) como fase B (Tabla 1). La longitud de onda de detección se estableció en 210 nm, con un caudal de fase móvil de 1,0 mL/min, y la temperatura de la columna fue de 40 °C. El volumen de inyección fue de 10 μL. UPLC-Q-TOF/MS se realizó utilizando una columna UPLCTM HSS T3 (ver Tabla de materiales). La fase móvil consistió en acetonitrilo (A)-0,1% de solución acuosa de ácido fórmico (B; ver Tabla de Materiales). El programa de elución en gradiente fue el siguiente: 0-25,0 min, 98%-2% A y 25,0-28,0 min, 2%-2% A a un caudal de 4 mL/min. La temperatura de la columna se mantuvo a 35 °C. La espectrometría de masas se realizó utilizando una fuente de ionización por electropulverización (ESI) con los siguientes parámetros: caudal de gas disolvente de 650 L/h, temperatura del gas disolvente de 350 °C, caudal de gas cono de 50 L/h, temperatura de la fuente iónica de 120 °C, tensión capilar de 2,8 kV (modo de iones positivos) y 2,0 kV (modo de iones negativos), voltaje de cono de 25 V y energía de colisión de 6 eV. Los espectros se recolectaron cada 0,2 s con un intervalo de 0,02 s. Leucina-encefalina (ver Tabla de materiales; [M+H]+=556.2771) como solución de calibración de referencia a una concentración de 40 fmol/μL y un caudal de 15 μL/min17.
Análisis de composición química y predicción de objetivos
Los componentes activos de la bilis de zorro azul se identificaron utilizando HPLC y UPLC-Q-TOF/MS, con ácido aurocólico y tauroursodesoxicolato de sodio (ver Tabla de Materiales) como estándares internos18. Las fórmulas estructurales de los compuestos identificados se recuperaron de la base de datos PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). Para explorar posibles objetivos bioactivos, se consultaron los componentes activos de la bilis de zorro azul en la base de datos PharmMapper (http://www.lilab-ecust.cn/pharmmapper/) para identificar objetivos genéticos asociados.
Utilizando como palabras clave la lesión hepática alcohólica y la lesión hepática inducida por el alcohol, se obtuvieron genes relacionados con la enfermedad de las bases de datos GeneCards (https://www.genecards.org/) y OMIM (https://omim.org/). En la base de datos GeneCards, los objetivos se examinaron de acuerdo con la puntuación de relevancia, con un umbral establecido en ≥ 20. Este punto de corte empírico comúnmente utilizado garantiza un equilibrio entre sensibilidad y especificidad, reteniendo la mayoría de los genes potencialmente relevantes (alta recuperación) mientras se filtran los genes débilmente relacionados o ruidosos (alta precisión). Por el contrario, no se aplicó ningún filtrado adicional en la base de datos OMIM, ya que captura objetivos con evidencia genética sólida, complementando así las puntuaciones de relevancia computacional de GeneCards. Los datos de objetivos obtenidos se fusionaron y duplicaron para identificar objetivos relacionados con ALD. Los objetivos del ingrediente activo y los objetivos de la enfermedad se compararon utilizando Venny 2.1.0 (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html) para la visualización. Las intersecciones se identificaron como objetivos potenciales de bilis de zorro azul contra ALD y se importaron a la base de datos STRING (http://version10.string-db.org/). En la base de datos STRING, la red de interacción se construyó con los parámetros predeterminados (puntaje de confianza medio ≥ 0.4) y se ocultaron los nodos libres para mejorar la claridad de la visualización. Los nodos libres se ocultaron para generar el diagrama de red de interacción proteína-proteína (PPI), que se visualizó utilizando el software Cytoscape (versión 3.9.1). El análisis topológico se realizó para calcular los valores de grado, y los seis objetivos con los valores de grado más altos se identificaron utilizando la Base de Datos para Anotación, Visualización y Descubrimiento Integrado (DAVID, https://david.ncifcrf.gov/) con un umbral de significancia de p < 0.05. Se utilizó la base de datos de la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kioto (KEGG) para el análisis de enriquecimiento de vías.
Acoplamiento molecular
Se realizó un acoplamiento molecular para evaluar las interacciones entre las proteínas diana centrales y los componentes bioactivos de la bilis de zorro azul. Las estructuras tridimensionales de las proteínas diana centrales se recuperaron del Banco de Datos de Proteínas (https://www.rcsb.org/) del Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB), y las estructuras de los componentes biliares se obtuvieron de la base de datos PubChem (https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/). Las simulaciones de acoplamiento se realizaron utilizando el software Molecular Operating Environment (MOE) (versión 2022.02). Para AKT1, se descargó la estructura cristalina (ID de PDB: 4EKL) y el preprocesamiento en MOE incluyó la eliminación de moléculas de agua y ligandos originales, adición de hidrógeno con protonación a pH fisiológico (7.0) y minimización de energía. Las estructuras de ligando (TUDCA, UDCA, TCDCA, TCA y bilirrubina) se recuperaron de PubChem y se minimizó la energía antes del acoplamiento. Durante el proceso de acoplamiento, se generaron múltiples conformaciones de ligandos y cada conformación se colocó en el bolsillo de unión del receptor en varias orientaciones espaciales. El acoplamiento se realizó utilizando el protocolo Induced Fit, con London dG para la colocación inicial y Affinity dG como función de puntuación. Se generaron treinta conformaciones para cada ligando y las poses finales se refinaron mediante la optimización del campo de fuerza. Todos los demás parámetros se establecieron en los valores predeterminados de MOE sin más ajustes. La afinidad entre cada conformación de ligando y el receptor se evaluó utilizando la función de puntuación del software. Los resultados del acoplamiento se evaluaron mediante la unión de energía libre, con la mayor conformación de energía negativa en el grupo más grande elegido como el modo de unión representativo. Para la visualización se seleccionó el modo de unión con la afinidad más fuerte y la conformación óptima. Los valores de afinidad por debajo de −4,25 kcal/mol indican unión ligando-diana, los valores por debajo de −5,0 kcal/mol indican unión moderada y los valores por debajo de −7,0 kcal/mol indican una fuerte afinidad de unión 19.
Modelos de ratón de ALD
Para este estudio, se compraron 30 ratones Kunming libres de patógenos específicos (SPF) (18-22 g, 6-8 semanas de edad, 15 machos, 15 hembras). Los animales fueron alojados en condiciones controladas a 25 ± 2 °C con una humedad relativa del 60% ± 10%, con acceso ad libitum a alimentos y agua. Antes del experimento, los ratones se aclimataron durante 1 semana.
El modelo ALD se estableció de la siguiente manera. Se preparó una solución de etanol al 70% v/v midiendo 70,21 mL de etanol anhidro en un matraz aforado y añadiendo agua ultrapura hasta un volumen final de 100 mL. La solución se agitó con un agitador magnético durante 1 min y se dejó reposar durante 5 min hasta que no se observó separación de fases. La dosis por sonda fue de 2 mL/kg de peso corporal, administrada una vez al día durante 7 días consecutivos. En la mañana del día 7, 4 h después de la sonda final, se recogieron muestras de sangre y tejidos hepáticos para su posterior análisis. El establecimiento del modelo se confirmó mediante la evaluación de indicadores típicos de lesión hepática. Se midieron los niveles séricos de alanina aminotransferasa (ALT), aspartato aminotransferasa (AST), colesterol total (T-CHO) y malondialdehído (MDA). Además, los tejidos hepáticos se sometieron a un examen histopatológico mediante tinción de hematoxilina y eosina (H&E) para evaluar la morfología de los hepatocitos, la vacuolización citoplasmática, la necrosis y la infiltración de células inflamatorias. Los ratones fueron asignados aleatoriamente a cinco grupos (n = 6 por grupo): El grupo de control en blanco recibió 2 ml / kg de agua destilada; el grupo modelo recibió 2 mL/kg de etanol al 70% sin tratamiento; al grupo de control positivo se le administraron comprimidos hepatoprotectores a 0,4 g/kg (ver Tabla de Materiales); Se administró un grupo de polvo de bilis de zorro azul en dosis altas de 10 g/kg de polvo de bilis de zorro azul; Se administró a dosis bajas de polvo de bilis de zorro azul del grupo 5 g/kg de polvo de bilis de zorro azul. A todos los grupos, excepto al control en blanco, se les administró por vía oral etanol al 70% (2 ml / kg) una vez al día durante 7 días consecutivos para inducir lesión hepática alcohólica. El día 7, 4 h después de la administración de etanol, se administraron los tratamientos respectivos (tabletas hepatoprotectoras o polvo de bilis de zorro azul) y se realizaron experimentos posteriores. El grupo de control en blanco recibió agua destilada durante todo el experimento.
Medición de transaminasas séricas (ALT y AST) y kit de colesterol total (T-CHO)
Las muestras de sangre se centrifugaron a 1.000 x g durante 15 min a 4 °C para obtener suero. Las muestras se almacenaron a -20 °C hasta su análisis. Se utilizaron kits comerciales para medir los niveles de ALT, AST y T-CHO (consulte la tabla de materiales) de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
Monitoreo del peso corporal
Después de 7 días consecutivos de administración de etanol, los tratamientos se administraron el día 7 y los experimentos se realizaron 4 horas después de la dosis matutina. El peso corporal se registró 2 veces al día durante el período de observación. El peso corporal sin ayuno se midió utilizando una balanza analítica electrónica en los días 1, 2, 3, 5, 7, 10 y 14 después de la administración.
Procesamiento de muestras de tejido
El día 14 después de la administración, se registró el peso corporal y la ingesta de alimentos restantes. Luego, los animales ayunaban por la tarde con libre acceso al agua. Al día siguiente (después de un período de ayuno de 12-16 h), se midió el peso corporal en ayunas antes de la eutanasia por luxación cervical. Se realizaron exámenes patológicos macroscópicos para evaluar los cambios morfológicos en los órganos principales, incluidos, entre otros, el corazón, el hígado, el bazo, los pulmones, los riñones, las glándulas suprarrenales, el cerebro, el estómago, los intestinos, los testículos, la próstata, los ovarios y el útero. Se recolectaron aleatoriamente muestras de tejido del corazón, el hígado, el bazo, los pulmones, los riñones, el estómago y los intestinos del grupo de control en blanco (CN) y del grupo de bilis de zorro azul (LH) en dosis bajas, fijadas en paraformaldehído al 4%, incluidas en parafina, seccionadas y teñidas con hematoxilina y eosina (H&E) para la evaluación histopatológica. Las secciones de tejido se examinaron y se tomaron imágenes bajo un microscopio.
Tinción de H&E
Las muestras de hígado se fijaron con paraformaldehído al 4% en solución salina tamponada con fosfato (PBS), se incluyeron en parafina y se seccionaron. Las secciones se desparafinaron en xileno I y II, se rehidrataron en concentraciones descendentes de etanol (100%, 95%, 85% y 75%) y se lavaron con agua, se diferenciaron, se lavaron nuevamente y se azularon con solución azulante. Después del enjuague, las secciones se deshidrataron en etanol al 85% y al 95% durante 5 min cada una, se tiñeron con eosina durante 5 min y se deshidrataron en etanol anhidro I, II y III (5 min cada una). Finalmente, las secciones se limpiaron en xileno I y II (5 min cada una) y se montaron con goma neutra. Las imágenes se adquirieron con un microscopio óptico (100x).
Determinación de malondialdehído (MDA) en tejidos hepáticos
Las muestras de hígado se homogeneizaron en 9 volúmenes de solución salina fisiológica utilizando un molinillo de tejidos. El homogeneizado se centrifugó a 700 x g durante 10 min a 4 °C. El ensayo MDA se realizó en el sobrenadante utilizando un kit comercial (ver Tabla de Materiales) de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
Análisis estadístico
Los datos se presentan como medias ± desviaciones estándar (DE). Las comparaciones de grupos se realizaron mediante análisis de varianza (ANOVA) seguido de la prueba post hoc de la diferencia menos significativa (LSD). Los valores de p bilaterales <0,05 se consideraron estadísticamente significativos.