Predição de Farmacologia de Rede e Validação Experimental do Mecanismo de Ação do Trichosanthes-Fritillaria thunbergii Contra o Adenocarcinoma Pulmonar
3 de março de 2023
Este estudo revela o mecanismo de Trichosanthes-Fritillaria thunbergii no tratamento do adenocarcinoma pulmonar com base na farmacologia de rede e verificação experimental. O estudo também demonstra que a via de sinalização PI3K/AKT desempenha um papel vital na ação do Trichosanthes-Fritillaria thunbergii no tratamento do adenocarcinoma pulmonar.
Medicina Tradicional Chinesa, falaremos das características de multicomponente do alvo. Que é a caixa básica para a pesquisa em Rede e Biológica. Fizemos uma demonstração da tecnologia que vai reduzir o limite.
Rede Farmacológica é uma tecnologia analítica sistemática, constrói as ferramentas de interação em rede de trabalho de multifatores. Ele pode efetivamente prever o caminho único da medicina tradicional chinesa em Os dados da rede farmacológica vêm do banco de dados, embora não possa prever a relação com drogas, proteínas, e isso ainda precisa ser verificado pelos experimentos subsequentes. Para começar, abra o banco de dados HERB e use Gua Liu e Zhebimu como palavras-chave para obter os componentes das duas drogas.
Faça o download da lista e da estrutura canônica SMILES dos componentes relacionados dos dois medicamentos. Agora determine se o componente obtido está ativo incluindo componentes com biodisponibilidade oral e valores semelhantes a medicamentos no banco de dados do Grupo HERB. Se o componente não tiver biodisponibilidade oral e valores semelhantes a medicamentos, insira o componente no banco de dados suíço ADME para obter as informações sobre cada componente.
Incluir componentes com alta absorção gastrointestinal e pelo menos dois valores semelhantes a medicamentos como componentes ativos. Para prever o destino dos componentes ativos, abra o banco de dados HERB. Pesquise e copie as estruturas SMILES canônicas dos componentes ativos.
Em seguida, abra a abordagem de conjunto de similaridade e cole as estruturas SMILES canônicas dos componentes ativos na caixa de pesquisa. Clique em try SEA'para obter o valor P da chave de destino da chave de destino e o TC máximo de cada componente ativo. Copie os dados em uma planilha e use a função de filtragem de arquivos de planilha para filtrar os destinos dos componentes ativos por chave de destino.
Copie todos os alvos para uma planilha e remova as duplicatas para obter os alvos da droga. Agora abra o banco de dados de cartões genéticos e on-line herança mendeliana no homem para prever alvos de doenças. Use Lung Adenocarcinoma'como a palavra-chave para obter os alvos da doença do Adenocarcinoma de Pulmão.
Faça o download das planilhas dos alvos da doença e exclua os alvos repetidos, para obter os alvos do Adenocarcinoma de Pulmão. Construa uma rede alvo de doença componente de drogas copiando os alvos relacionados ao adenocarcinoma pulmonar e os alvos de drogas na mesma coluna, em uma nova planilha. Use os dados da função identificar duplicatas, na barra de ferramentas, para obter alvos de intersecção dos alvos relacionados ao Adenocarcinoma de Pulmão e dos alvos relacionados ao componente ativo do Trichosanthes Fritillaria Thunbergia.
Abra o Cytoscape 3.8.0. Clique no arquivo na barra de menus e selecione importar. Seguido pela rede do arquivo.
Para importar o arquivo de planilha, otimize o tamanho e a cor dos nós de rede por meio da barra de estilos no painel de controle esquerdo. Use a função analisar rede para a análise de topologia de rede. Clique em ferramentas na barra de menus e selecione analisar rede.
No painel da tabela, clique no grau na barra de título para organizar os componentes por grau em ordem decrescente. Tome os 10 principais componentes e destinos como os principais componentes ativos e alvos principais. Construir a rede PPI e selecionar as proteínas centrais.
Abra o banco de dados de cadeia de caracteres e cole a lista de formato de texto dos alvos potenciais de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia, contra adenocarcinomas de pulmão na caixa de diálogo da lista de nomes. Em seguida, selecione homosapiens em organismos. Clique em pesquisar e selecione continuar botões, quando os resultados estiverem disponíveis, clique em configurações E marque alta confiança 0,700 Em configurações básicas, sob a pontuação mínima de interação necessária, marque nós desconectados altos na rede, em configurações avançadas.
Em seguida, clique no botão de atualização. Em seguida, clique em exportações na barra de título e baixe o pequeno texto tabular da relação PPI no formato TSV. Abra o Cytoscape 3.8.0.
Clique no arquivo, selecione, importe, seguido pela rede do arquivo para importar o arquivo de formato TSV para análise visual. Use a função de analisador de rede para realizar a análise topológica. Otimize o tamanho e a cor dos nós de rede através da barra de estilos no painel de controle esquerdo.
Execute a análise de enriquecimento KEGG abrindo a plataforma Medscape, colando a lista de formato de texto dos potenciais alvos terapêuticos na caixa de diálogo e, em seguida, clicando no botão enviar. Assinale o Homo sapiens tanto na entrada como espécie e análise como espécie e, em seguida, clique no botão de análise personalizado. Selecione enriquecimento.
Marque apenas o caminho KEGG e, em seguida, clique em análise de enriquecimento. Quando a barra de progresso atingir 100%, clique no botão laranja da página do relatório de análise para obter os resultados do enriquecimento. Clique em tudo em um arquivo zip para baixar o resultado do enriquecimento e, em seguida, abra o arquivo _FINAL_GO'csv na pasta Enrichment_GO para obter o resultado.
Abra o R-Software e digite instalar o pacote GG plot two' e biblioteca GG Plot two'in R Para a instalação do GG plot dois pacotes R. Pressione Enter para executar o programa KEGG Visualization. Para detectar a viabilidade celular, digerir a fase de crescimento logarítmico A 549 células com um mililitro de 0,25% de tripsina por um minuto a 37 graus Celsius.
Adicione um mililitro de DMEM Complete Medium para neutralizar a tripsina e soprar suavemente para promover a eliminação celular. Em seguida, centrifugar a mistura para obter o pellet celular e ressuspender as células obtidas, usando meio completo DMEM. Adicione a suspensão celular a um hemocitômetro e conte usando um contador de células automatizado, dilua-o para cinco vezes 10 a quarta células por mililitro, usando meio completo DMEM Agora dissolver um grama de extrato de água de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia em 10 mililitros de PBS e filtrar esterilizá-lo através de um filtro de 0,22 micrômetro.
Diluir a mistura em diferentes concentrações utilizando PBS. Placa de 100 microlitros das células diluídas em cada poço de uma placa de 96 poços. Após a adesão celular, adicionar um microlitro de extratos aquosos de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia de diferentes concentrações para ajustar a concentração de cada poço.
Descarte o meio original após 24 horas de cultivo e adicione 100 microlitros de DMEM. Meio básico para posterior incubação por duas horas a 37 graus Celsius e 5% de dióxido de carbono. Ao final da incubação, adicionar 20 microlitros de solução de MTS e incubar as células por mais uma hora.
Transfira a mistura incubada para uma placa diferente. Usando um leitor de microplacas, meça a absorvência em um comprimento de onda de 490 nanômetros e calcule a viabilidade celular. Diluir a fase de crescimento logarítmico A 549 células para cinco vezes 10 a quinta células por mililitro.
Adicione dois mililitros da suspensão celular a uma placa de seis poços e cresça por 12 horas. Depois de obter diferentes diluições PBS do extrato aquoso de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia, como demonstrado anteriormente, adicione 20 microlitros da solução PBS ao grupo controle em branco e 20 microlitros das várias diluições do extrato aquoso de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia a diferentes grupos de concentração. Após 24 horas de intervenção, descartar o sobrenadante e limpar as células com PBS três vezes.
Adicione 250 microlitros de tampão RIPA a cada poço e lise as células durante 30 minutos. Coletar o lisado para centrifugação e obter o sobrenadante. A rede de interação alvo da doença componente da droga de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia contra adenocarcinoma de pulmão é mostrada.
Na rede de interação, Os 10 principais componentes ativos obtidos são os principais componentes ativos da ação de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia no tratamento do Adenocarcinoma de Pulmão. A rede PPI incluiu 122 proteínas funcionais e 210 relações de interação. As 10 principais proteínas centrais estão envolvidas principalmente na neovascularização, proliferação celular, apoptose e transporte da membrana celular.
Das 20 principais vias classificadas pelo KEGG, a via de sinalização PI3K-AKT, a via de sinalização Rap1, a via de sinalização Phospholipase-D e a via de sinalização MAPK1 estão intimamente associadas ao câncer de pulmão, entre as quais a via PI3K-AKT ficou em primeiro lugar. Extratos de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia em concentrações acima de 400 microgramas por mililitro podem inibir a proliferação celular e o efeito de inibição em células A-549 em concentrações de até 800 microgramas por mililitro, foi próximo à metade da concentração inibitória. A intervenção dos extratos de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia não causou alteração significativa na expressão da proteína AKT em cada grupo.
No entanto, a expressão de p-AKT Serina-473 foi inibida e mostrou um efeito dose-dependente. Os componentes críticos de Trichosanthes Fritillaria Thunbergia foram acoplados molecularmente com as proteínas-chave da via PI3K AKT, e os resultados sugeriram que as energias de ligação de Diosmetin e Kaempferol com AKT1 foram menores que menos sete, indicando forte atividade de ligação. O mais importante é ter alcançado ingredientes ativos nos alvos da Medicina Tradicional Chinesa.
Assim como os alvos dos quais é o núcleo da Rede Farmacológica.
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Visão Geral
Este estudo revela o mecanismo de Trichosanthes - Fritillaria thunbergii no tratamento do adenocarcinoma pulmonar com base na farmacologia de rede e na verificação experimental. A via de sinalização PI3K/AKT desempenha um papel fundamental neste tratamento.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Farmacologia
- Medicina Tradicional Chinesa
Antecedentes
- Trichosanthes e Fritillaria thunbergii são ervas medicinais tradicionais chinesas.
- O adenocarcinoma pulmonar é um tipo comum de câncer de pulmão.
- A farmacologia de rede fornece uma abordagem sistemática para compreender as interações medicamentosas.
- A via de sinalização PI3K/AKT é crucial na biologia do câncer.
Objetivo do Estudo
- Investigar os efeitos terapêuticos de Trichosanthes - Fritillaria thunbergii no adenocarcinoma pulmonar.
- Elucidar os mecanismos subjacentes por meio da farmacologia em rede.
- Validar os achados por meio de métodos experimentais.
Métodos Utilizados
- Análise de farmacologia de rede para identificar vias potenciais.
- Verificação experimental dos efeitos de componentes herbais.
- Dados obtidos a partir do Banco de Dados HERB.
- Análise da via de sinalização PI3K/AKT.
Resultados Principais
- Identificação dos componentes principais em Trichosanthes e Fritillaria thunbergii.
- Demonstração do papel da via PI3K/AKT na eficácia do tratamento.
- Apoio ao uso da farmacologia em rede na pesquisa de medicina tradicional.
- Os resultados experimentais confirmam os efeitos terapêuticos previstos.
Conclusões
- Trichosanthes - Fritillaria thunbergii mostra potencial no tratamento do adenocarcinoma pulmonar.
- A farmacologia de rede é eficaz para explorar a medicina tradicional.
- São necessárias pesquisas adicionais para compreender plenamente os mecanismos envolvidos.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A farmacologia de rede combinada com validação experimental permite a desmistificação sistemática de intervenções herbáceas multicomponentes para alvos em oncologia. Essa abordagem esclarece vias mecanicistas, como a PI3K/AKT, apoiando a confiança preditiva na validação precoce de alvos em modelos de doenças complexas. A integração de fluxos de trabalho computacionais e experimentais aprimora a triagem de portfólios e orienta decisões de avanço ajustadas ao risco nos processos de descoberta em oncologia.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmacêuticos
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Permite a investigação de mecanismos multialvo utilizando farmacologia de rede para seleção de alvos orientada por hipóteses.
- Apóia a desmistificação biológica por meio da análise de relações entre composto-alvo-doença e identificação de vias de sinalização centrais.
- Facilita a confiança preditiva no engajamento de alvos mediante integração de dados computacionais e experimentais.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prepara modelos celulares validados relevantes para doenças (A549) para avaliação quantitativa da eficácia de compostos.
- Padroniza as condições do ensaio para medição reprodutível da proliferação celular e eventos de fosforilação específicos de vias.
- Permite triagem em larga escala de componentes herbais ativos para estudos mecanicistas posteriores.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Alinha descobertas em nível de vias (PI3K/AKT) com estratégias translacionais de biomarcadores em oncologia.
- Oferece continuidade da predição computacional à validação pré-clínica em sistemas relevantes para a doença.
- Apoia decisões ajustadas ao risco para avançar terapêuticas multicomponentes nos portfólios de oncologia.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Este fluxo de trabalho integra a descoberta inicial, a validação de alvos e a pesquisa pré-clínica ao combinar previsões de farmacologia de rede com validação experimental em modelos de adenocarcinoma pulmonar.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses e a elucidação de vias ao mapear redes de compostos-alvo-doença.
- Triagem: Fornece resultados quantitativos reprodutíveis sobre viabilidade celular e inibição de vias em linhagens celulares validadas.
- Análises: Oferece saídas estatísticas sobre alterações na proliferação e fosforilação para comparar os efeitos de intervenções.
- Pesquisa Translacional: Conecta a inibição de vias (PI3K/AKT) a estratégias potenciais de biomarcadores em oncologia.
- Reutilização Empresarial: Estabelece uma estrutura reutilizável para avaliar intervenções multicomponentes em diferentes modelos de doenças.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva e reduz a ambiguidade mecanicista em pesquisas oncológicas com múltiplos alvos.
- Valor Operacional: Padroniza a integração de dados provenientes de fontes computacionais e experimentais para garantir reprodutibilidade.
- Valor Estratégico: Orienta decisões de avançar/não avançar e a alocação de recursos ao esclarecer efeitos específicos de vias.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de candidatos terapêuticos complexos em pipelines oncológicos.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em farmacologia de rede, bioinformática e biologia celular oncológica.
- Exige acesso a bancos de dados curados de compostos, alvos e doenças, além de instrumentação para cultura celular e análises.
- Exige padronização entre equipes nos formatos de dados e nos fluxos de análise para garantir reprodutibilidade.
- A adaptação a diferentes modelos de doenças pode exigir validação específica por via metabólica.
- As limitações incluem a dependência da completude dos bancos de dados e a necessidade de confirmação experimental das previsões computacionais.
