Los análisis de farmacología de redes y bioinformática se basaron en bases de datos de acceso público y no involucraron participantes humanos ni animales. Los experimentos in vitro se realizaron utilizando una línea celular establecida y no requirieron aprobación ética de acuerdo con los requisitos institucionales.
Selección de componentes candidatos y recuperación de objetivos
Los constituyentes candidatos y sus dianas correspondientes se recuperaron de la Base de Datos y Plataforma de Análisis de Farmacología de la Medicina Tradicional China (TCMSP, por sus siglas en inglés) utilizando el término de búsqueda «dongchongxiacao» el 13 de julio de 2025. Se conservaron los compuestos con una biodisponibilidad oral predicha de al menos 30 % y similitud con fármacos de al menos 0,18. Siete constituyentes candidatos cumplieron ambos criterios de selección. Se registraron desde TCMSP el peso molecular, la biodisponibilidad oral, la similitud con fármacos y otros descriptores farmacocinéticos disponibles para su comparación descriptiva.
La información compuesto-diana asociada con los constituyentes retenidos se descargó directamente de TCMSP. Las entradas duplicadas de dianas se eliminaron manualmente al construir el conjunto de dianas no redundante, mientras que las relaciones originales compuesto-diana se conservaron para la construcción posterior de la red. Dado que TCMSP proporcionaba los nombres de las dianas en su forma completa en lugar de símbolos genéticos estandarizados, cada diana se buscó en la base de datos UniProt (acceso el 14 de julio de 2025). Se seleccionó la entrada correspondiente humana, y el nombre de la diana se convirtió al símbolo génico oficial. El conjunto de datos estandarizado compuesto-diana se utilizó para el análisis de intersección diana-enfermedad y para el análisis de la red compuesto-diana.
Recopilación de genes asociados a la glomerulonefritis e intersección de dianas
Los genes asociados con la enfermedad se recuperaron de GeneCards, DisGeNET, PharmGKB y la Therapeutic Target Database utilizando el término de búsqueda «glomerulonefritis» el 14 de julio de 2025. Para GeneCards, se conservaron las entradas con puntuaciones de relevancia superiores a la puntuación mediana de 10. Se incluyeron las entradas elegibles de las otras bases de datos según sus anotaciones curadas de enfermedad-diana. Los nombres de los genes se estandarizaron a los símbolos oficiales de genes humanos, y se eliminaron las entradas duplicadas. Este procedimiento produjo 1.134 genes únicos asociados con la glomerulonefritis. Dado que la búsqueda utilizó el término más amplio «glomerulonefritis», se consideró que el conjunto de datos resultante era relevante para los procesos moleculares asociados con la glomerulonefritis crónica, y no específico de un solo subtipo histopatológico.
Los objetivos asociados con los compuestos derivados de TCMSP se intersectaron con el conjunto de genes asociados con la enfermedad utilizando R. Se identificaron 23 objetivos superpuestos. Los diagramas de Venn se generaron utilizando el paquete de R venn, y la red de objetivos superpuestos de compuestos se construyó y visualizó utilizando Cytoscape. Las relaciones entre los constituyentes candidatos y los objetivos superpuestos se resumen en Tabla 1.
Análisis de enriquecimiento funcional y de interacciones proteína-proteína
Se realizaron análisis de enriquecimiento de Gene Ontology (GO) y Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) en R utilizando los paquetes clusterProfiler y org.Hs.eg.db. Los términos de Gene Ontology se analizaron en las categorías de proceso biológico, componente celular y función molecular. Los valores de P se ajustaron para comparaciones múltiples mediante el método de Benjamini-Hochberg, y se conservaron los términos o vías con valores de P ajustados inferiores a 0,05. Los términos y vías enriquecidos se representaron mediante gráficos de barras y gráficos de puntos generados independientemente.
Los 23 objetivos superpuestos se enviaron a STRING, seleccionando Homo sapiens como el organismo y un puntaje mínimo de interacción mayor a 0,4. La red resultante de interacciones proteína-proteína se importó a Cytoscape. La topología de la red se evaluó utilizando CytoNCA según el grado, la centralidad de intermediación, la centralidad de cercanía, la centralidad de vector propio, la conectividad promedio local y la centralidad de la red. Los objetivos centrales se definieron como nodos cuyos valores de grado, centralidad de intermediación, centralidad de cercanía, centralidad de vector propio, conectividad promedio local y centralidad de la red fueron todos mayores que los valores medianos correspondientes de la red. Este análisis priorizó nueve objetivos centrales para la interpretación posterior.
Alineamiento molecular y validación de re-alineamiento
Se realizó un acoplamiento molecular utilizando la estructura de la ciclooxigenasa-2 unida al celecoxib con el identificador PDB 3LN1. Se conservó la cadena A y su grupo hemo asociado como receptor, mientras que durante la preparación del receptor se eliminaron las moléculas de agua cristalográficas y el ligando de celecoxib co-cristalizado. La conformación nativa del celecoxib se extrajo por separado de la cadena A para la validación mediante reacoplamiento. Se añadieron átomos de hidrógeno polares y cargas de Gasteiger utilizando AutoDockTools, y el receptor se guardó en formato PDBQT. El identificador PDB 3LN1 corresponde a una estructura de 2,40 Å de COX-2 murino unido al celecoxib. Las estructuras del β-sitosterol y del acetato de linoleilo se obtuvieron de PubChem y se prepararon utilizando Open Babel. Se añadieron átomos de hidrógeno y cargas parciales de Gasteiger, se asignaron enlaces rotables y cada ligando se convirtió al formato PDBQT. El celecoxib, el β-sitosterol y el acetato de linoleilo se acoplaron utilizando AutoDock Vina con los mismos parámetros del receptor y del espacio de búsqueda.
La caja de acoplamiento se centró en la región de unión nativa de celecoxib utilizando las siguientes coordenadas: center_x = 30.9886 center_y = -22.2836 center_z = -16.5072 size_x = 26 Å size_y = 26 Å size_z = 26 Å. El valor de exhaustividad se estableció en 16, el número de modos de salida en 10 y el rango de energía en 3 kcal/mol. Se conservó la conformación mejor clasificada según la energía de unión predicha más baja para su visualización. Para la validación del protocolo, se realizó nuevamente el acoplamiento de la celecoxib nativa bajo las mismas condiciones, y se calculó la desviación cuadrática media de los átomos pesados entre las conformaciones cristalográfica y reacoplada utilizando PyMOL. Una desviación cuadrática media inferior a 2 Å se consideró una reproducción aceptable de la conformación de referencia. Se identificaron en PyMOL los residuos ubicados dentro de 4 Å de cada ligando acoplado. Las puntuaciones y conformaciones de acoplamiento se interpretaron como estimaciones de compatibilidad estructural y no como evidencia directa de unión al blanco o inhibición enzimática.
Cultivo celular y preparación del compuesto
Las células mesangiales glomerulares de rata HBZY-1 se cultivaron en medio de Eagle modificado por Dulbecco con alta concentración de glucosa, suplementado con 10% de suero bovino fetal y 1% de penicilina-estreptomicina, a 37 °C en condiciones húmedas con 5% de CO₂. Se utilizaron células en los pasajes 2–7 para todos los experimentos, y se verificó la ausencia de micoplasma antes del uso. El β-sitosterol y la celecoxib se utilizaron como compuestos químicamente definidos. El β-sitosterol se disolvió en etanol absoluto para obtener una solución madre de 10 mM (aproximadamente 4,15 mg/mL). Cuando fue necesario, se realizó una breve sonicación y calentamiento a 50–60 °C para lograr una solución visualmente clara. La celecoxib se disolvió en dimetilsulfóxido para preparar una solución madre de 10 mM (aproximadamente 3,81 mg/mL). Las soluciones madre se fraccionaron y almacenaron a −20 °C. Antes del tratamiento, las soluciones madre se diluyeron directamente en medio de cultivo previamente calentado y se mezclaron inmediatamente.
Las concentraciones del vehículo se igualaron dentro de cada experimento. En el ensayo de viabilidad celular, la concentración final de etanol se ajustó al 0,2% v/v en todos los grupos, ya que la concentración más alta de β-sitosterol probada fue de 20 µM. En el experimento inflamatorio inducido por LPS, las concentraciones finales de etanol y dimetilsulfóxido se ajustaron al 0,1% y 0,01% v/v, respectivamente, en todos los grupos. En el experimento profibrótico inducido por TGF-β1, la concentración final de etanol se ajustó al 0,1% v/v en todos los grupos. Se añadieron volúmenes equivalentes de los vehículos correspondientes a los grupos Control, LPS y TGF-β1.
Ensayo de viabilidad celular
Las células se sembraron en placas de 96 pocillos a una densidad de 5 × 103 células por pocillo en 100 µL de medio completo y se dejaron adherir durante 24 h. Para evaluar el rango de concentración de β-sitosterol, las células se incubaron con 0,5, 1, 5, 10 o 20 µM de β-sitosterol durante 24 h. Para el ensayo de viabilidad celular relacionado con LPS, las células se pretrataron con β-sitosterol a 1, 5 o 10 µM durante 2 h, seguido de exposición a 1 µg/mL de lipopolisacárido durante 24 h adicionales.
Los grupos de tratamiento fueron Control, β-sitosterol a 0,5 µM, β-sitosterol a 1 µM, β-sitosterol a 5 µM, β-sitosterol a 10 µM, β-sitosterol a 20 µM, LPS, LPS más β-sitosterol a 1 µM, LPS más β-sitosterol a 5 µM y LPS más β-sitosterol a 10 µM. Se agregó el reactivo del Kit de Conteo de Células-8 a 10 µL por pocillo y las placas se incubaron durante 2 h. Luego se registró la absorbancia a 450 nm. La viabilidad celular se determinó tras restar el blanco sin células y se expresó en relación con el grupo Control. Cada condición incluyó seis pocillos técnicos en cada uno de seis experimentos biológicos independientes. Los valores de los pocillos técnicos de cada experimento se promediaron para generar un valor por réplica biológica para el análisis estadístico.
Activación inflamatoria inducida por LPS
Para los experimentos de activación inflamatoria, las células HBZY-1 se sembraron en placas de 6 pocillos a una densidad de 2 × 105 células por pocillo y se trataron tras alcanzar aproximadamente un 70 %–80 % de confluencia. Las células se mantuvieron en medio suplementado con 1 % de suero bovino fetal durante 12 h antes del tratamiento. Se administró β-sitosterol o celecoxib 2 h antes de la estimulación con LPS. Posteriormente, las células se expusieron a 1 µg/mL de LPS durante 24 h.
Los grupos experimentales fueron Control, β-sitosterol a 10 µM, LPS, LPS más β-sitosterol a 1 µM, LPS más β-sitosterol a 5 µM, LPS más β-sitosterol a 10 µM, y LPS más celecoxib a 1 µM. Se incluyó celecoxib como control positivo funcional para la inhibición de la producción de prostaglandinas dependiente de COX-2. Al final del tratamiento, se recogieron los sobrenadantes del cultivo para la medición de PGE2. Las células se recogieron por separado para el análisis cuantitativo por PCR en tiempo real de Tnf, Il6 y Ptgs2, y para el análisis por inmunotransferencia de COX-2.
Activación profibrótica inducida por TGF-β1
Se utilizó un modelo independiente inducido por TGF-β1 para evaluar la activación profibrótica. Las células HBZY-1 se sembraron en placas de 6 pocillos a una densidad de 2 × 105 células por pocillo y se mantuvieron en medio suplementado con 1 % de suero bovino fetal durante 12 h antes del tratamiento. Las células fueron pretratadas con β-sitosterol durante 2 h, seguido de estimulación con 10 ng/mL de TGF-β1 recombinante durante 48 h.
Los grupos de tratamiento incluyeron Control, β-sitosterol (10 µM), TGF-β1, TGF-β1 + β-sitosterol (5 µM) y TGF-β1 + β-sitosterol (10 µM). Al final del período de tratamiento, las células se recolectaron para el análisis cuantitativo por PCR en tiempo real de Col1a1 y Acta2 y para el análisis por inmunotransferencia de la actina alfa de músculo liso (α-SMA).
PCR cuantitativo en tiempo real
Se aisló ARN total de las células tratadas utilizando un reactivo de extracción de ARN basado en fenol-guanidinio, según el protocolo del fabricante. Se determinó la concentración y pureza del ARN utilizando un espectrofotómetro. Solo se utilizaron muestras con una relación A260/A280 de 1,8 a 2,0 para la transcripción inversa. Para cada muestra, 1 µg de ARN total se transcribió inversamente en ADN complementario en un volumen final de reacción de 20 µL. El ADN complementario resultante se diluyó cinco veces con agua libre de nucleasas antes de la PCR cuantitativa. La PCR cuantitativa se realizó en un volumen total de 20 µL que contenía 10 µL de mezcla maestra 2× SYBR Green, 0,4 µL de cada cebador (directo e inverso) a 10 µM, 2 µL de ADN complementario diluido y 7,2 µL de agua libre de nucleasas. Las condiciones de amplificación consistieron en un paso inicial de desnaturalización a 95 °C durante 30 s, seguido de 40 ciclos de desnaturalización a 95 °C durante 5 s y hibridación-extensión a 60 °C durante 30 s. Posteriormente, se realizó un análisis de curva de fusión desde 65 °C hasta 95 °C para verificar la especificidad de la amplificación.
Los genes medidos fueron Tnf, Il6, Ptgs2, Col1a1, Acta2 y Gapdh. Gapdh sirvió como gen de referencia interno. La expresión génica relativa se determinó utilizando el método 2−ΔΔCt, utilizando al grupo Control como calibrador. Las secuencias de los cebadores se proporcionan en la Tabla Suplementaria 1. Cada muestra se analizó por triplicado técnico y se realizaron seis experimentos biológicos independientes. Los valores obtenidos de los réplicas técnicas se promediaron antes del análisis estadístico.
Medición de PGE2 mediante ensayo inmunoenzimático
Los sobrenadantes de cultivo se recogieron tras 24 h de estimulación con LPS y se centrifugaron a 1.000 ×g durante 10 min a 4 °C para eliminar los restos celulares. Las concentraciones de PGE2 se determinaron utilizando un kit comercial de ensayo inmunoenzimático según las instrucciones del fabricante.
Se cargaron estándares y muestras en la placa de ensayo por duplicado. Después de completar los pasos de unión del anticuerpo y desarrollo del color, se registró la absorbancia a 450 nm utilizando un lector de microplacas. Las concentraciones de PGE2 se determinaron a partir de una curva estándar logística de cuatro parámetros y se expresaron en pg/mL. Se analizaron sobrenadantes de seis experimentos celulares independientes. Las mediciones por duplicado de cada muestra biológica se promediaron antes del análisis estadístico.
Transferencia Western
Las células tratadas se lisaron en tampón de ensayo de radioinmunoensayo (RIPA) suplementado con una mezcla de inhibidores de proteasas. Los lisados se incubaron en hielo durante 30 min y se centrifugaron a 12.000 × g durante 15 min a 4 °C. Las concentraciones de proteína en los sobrenadantes se determinaron mediante un ensayo de proteína con ácido bicinconínico. Se mezclaron cantidades iguales de proteína (30 µg por pocillo) con tampón de carga y se desnaturalizaron a 95 °C durante 5 min. Las proteínas de los experimentos con LPS se separaron en geles de poliacrilamida al 10 % con dodecilsulfato de sodio, mientras que las de los experimentos con TGF-β1 se separaron en geles al 12 %. Las proteínas separadas se transfirieron posteriormente a membranas de fluoruro de polivinilideno.
Las membranas se bloquearon con leche descremada al 5 % en solución salina tamponada con Tris que contenía Tween 20 al 0,1 % durante 1 h a temperatura ambiente y luego se incubaron durante la noche a 4 °C con anticuerpos primarios contra COX-2 (1:1000), α-SMA (1:1000) y GAPDH (1:5000). COX-2 se analizó en muestras del experimento con LPS, mientras que α-SMA se analizó en muestras del experimento con TGF-β1. Después del lavado, las membranas se incubaron con anticuerpos secundarios conjugados con peroxidasa de rábano picante (1:5000) durante 1 h a temperatura ambiente. Las bandas proteicas se visualizaron utilizando un sustrato de quimioluminiscencia mejorado y se capturaron con un sistema de imagen de quimioluminiscencia. Los tiempos de exposición fueron aproximadamente 10 s para COX-2, 10 s para α-SMA y 2 s para GAPDH.
Las intensidades de las bandas se cuantificaron utilizando ImageJ. Las señales de COX-2 y α-SMA se normalizaron respecto a la señal correspondiente de GAPDH. Se realizó inmunotransferencia por Western utilizando muestras proteicas obtenidas de seis experimentos independientes de cultivo celular y tratamiento.
Análisis estadístico
Los análisis estadísticos se realizaron utilizando GraphPad Prism. Los datos se presentan como la media ± desviación estándar. Se llevaron a cabo seis experimentos independientes de cultivo celular y tratamiento para cada análisis cuantitativo, siendo cada experimento independiente un réplica biológica. Las mediciones de réplicas técnicas obtenidas del mismo experimento biológico se promediaron antes del análisis estadístico y no se consideraron observaciones independientes.
Para el ensayo de viabilidad celular, cada experimento biológico incluyó seis pocillos técnicos por condición. Las reacciones de PCR cuantitativa se realizaron por triplicado técnico para cada muestra biológica, y las mediciones de PGE2 se realizaron por duplicado. La cuantificación mediante inmunotransferencia se basó en seis muestras proteicas preparadas independientemente. Por lo tanto, cada barra cuantitativa contiene seis valores individuales de réplicas biológicas.
Las diferencias entre múltiples grupos se analizaron mediante un análisis de varianza unifactorial seguido de la prueba de comparación múltiple de Tukey. Se consideró estadísticamente significativo un valor de P bilateral < 0,05. Los valores individuales de los réplicas biológicos se mostraron junto con la media y la desviación estándar.