EUPHORBIUM COMPOSITUM SN
Mejora las Defensas Innatas de la Red Debarrera de la Mucosa de las Vías Respiratorias Durante la Infección por Rinovirus
Charu Rajput, Haleh Ganjian, Ganesh Muruganandam, Kathrin Weyer, Julia Dannenmaier, Bernd Seilheimer & Umadevi Sajjan
Las infecciones por rinovirus (RV), los principales causantes de resfriados comunes. Estos virus representan un desafío significativo no solo por su impacto en la salud individual, sino también por su enorme costo económico, estimado en $40 mil millones anuales solo en Estados Unidos. Los rinovirus son especialmente complejos, con más de 100 serotipos clasificados en grupos A, B y C, cada uno con mecanismos de infección específicos y capacidad para usar diferentes receptores celulares.
El estudio destaca un enfoque innovador al investigar un compuesto natural llamado Euphorbium compositum SN (ECSN6) como potencial terapia alternativa. Utilizando modelos de cultivos celulares humanos y experimentos en ratones, los investigadores buscan comprender los mecanismos de acción de este compuesto y su potencial para mitigar los efectos de la infección viral. Esta aproximación es particularmente relevante en un contexto donde los tratamientos convencionales a menudo presentan efectos secundarios y las opciones terapéuticas son limitadas.
La metodología del estudio es rigurosa, combinando técnicas in vitro e in vivo, y utilizando diferentes serotipos de rinovirus para obtener resultados más robustos. Al explorar cómo el compuesto natural podría intervenir en los procesos de infección, la investigación abre nuevas posibilidades para el tratamiento de infecciones respiratorias. Sin embargo, los propios autores reconocen la necesidad de investigaciones adicionales para confirmar completamente la eficacia del compuesto.
La investigación combina metodologías in vitro e in vivo, utilizando cultivos celulares de epitelio respiratorio humano y un modelo de infección en ratones, lo que proporciona un enfoque integral y robusto para comprender los mecanismos de acción viral y el potencial terapéutico del compuesto.
La estructura experimental incluyó múltiples niveles de análisis, desde mediciones de resistencia transepitelial (TER) hasta técnicas moleculares avanzadas como PCR en tiempo real, western blot, inmunohistoquímica y microscopía de alta velocidad. Esta aproximación multidimensional permite una comprensión profunda de los efectos del rinovirus y la potencial intervención del ECSN6 en diferentes niveles celulares y moleculares.
Los investigadores utilizaron diferentes concentraciones del compuesto (20% y 40%), tratamientos tanto preventivos como posteriores a la infección, y un grupo control con placebo
Se evaluaron parámetros como permeabilidad epitelial, actividad de lactato deshidrogenasa (LDH), expresión de citoquinas mediante ELISA, expresión génica, frecuencia de batido ciliar y cambios histológicos.
La reproducibilidad se garantizó mediante réplicas biológicas y repetición de experimentos, con un número de 3-4 animales por grupo.
Método
El estudio investiga en forma profunda y rigurosa, los efectos del compuesto Euphorbium compositum SN (ECSN6) durante la infección por rinovirus. Se combinan metodologías in vitro e in vivo, utilizando cultivos celulares de epitelio respiratorio humano y un modelo de infección en ratones, lo que proporciona un enfoque integral y robusto para comprender los mecanismos de acción viral y el potencial terapéutico del compuesto.
La preparación de los stocks virales se realizó mediante propagación en células H1HeLa y purificación por ultrafiltración, garantizando la calidad y concentración del virus. La obtención de células epiteliales provino de pulmones y muestras nasales de donantes sanos no fumadores, con aprobación ética de las instituciones correspondientes, lo que añade alta credibilidad al estudio.
La estructura experimental incluyó múltiples niveles de análisis, desde mediciones de resistencia transepitelial (TER) hasta técnicas moleculares avanzadas como PCR en tiempo real, western blot, inmunohistoquímica y microscopía de alta velocidad. Esta aproximación multidimensional permite una comprensión profunda de los efectos del rinovirus y la potencial intervención del ECSN6 en diferentes niveles celulares y moleculares.
Los investigadores utilizaron diferentes concentraciones del compuesto (20% y 40%), tratamientos tanto preventivos como posteriores a la infección, y un grupo control con placebo.
En el modelo animal, los ratones C57BL/6J fueron infectados intranasalmente con rinovirus RV-A1 y tratados con ECSN6, permitiendo evaluar los efectos in vivo.
Se evaluaron parámetros como permeabilidad epitelial, actividad de lactato deshidrogenasa (LDH), expresión de citoquinas mediante ELISA, expresión génica, frecuencia de batido ciliar y cambios histológicos. La cuantificación de la inflamación se realizó mediante un sistema de puntuación de 0 a 5, evaluado por un patólogo veterinario sin conocimiento previo de los grupos de tratamiento.
El análisis estadístico utilizo pruebas paramétricas y no paramétricas considerando estadísticamente significativos valores de p ≤ 0.05. La reproducibilidad se garantizó mediante réplicas biológicas y repetición de experimentos, con un número de 3-4 animales por grupo.
Resultados
Los resultados revelaron que el ECSN6 aumenta la resistencia transepitelial, mejora la localización de proteínas de unión celular y no induce respuestas inflamatorias.
El tratamiento con ECSN6 al 20% sobre la función de barrera epitelial en cultivos mucociliares infectados con rinovirus tipo A1 (RV-A1).
Se observó que, en los cultivos infectados y tratados con placebo, la resistencia transepitelial (TER) disminuyó significativamente a las 24 horas post-infección, recuperándose a los niveles basales a las 48 horas. Sin embargo, el tratamiento con ECSN6 evitó por completo esta reducción, manteniendo niveles de TER similares a los de los cultivos no infectados en todo momento. Además, la disminución de TER en los cultivos infectados se correlacionó con un aumento de la permeabilidad paracelular, evaluada mediante la difusión de inulina a las 24 horas post-infección, momento de máxima alteración. El tratamiento con ECSN6 redujo significativamente la permeabilidad a la inulina, restaurando la integridad de la barrera epitelial. Estos resultados demuestran que ECSN6 previene eficazmente la disrupción de la barrera causada por RV-A1, resaltando su potencial como una intervención terapéutica (figura1).
Figura 1
El gráfico muestra cómo el tratamiento con ECSN6 protege la barrera epitelial frente a la infección con RV-A1. En los paneles A, B y C, se observa que el tratamiento con ECSN6 (barra negra) mantiene niveles elevados de resistencia transepitelial (TER) en cultivos infectados con RV-A1 en comparación con el placebo (barra blanca). A las 24 horas post-infección, la TER disminuye significativamente en los cultivos infectados y tratados con placebo, mientras que el tratamiento con ECSN6 previene esta reducción. A las 48 y 72 horas, la TER comienza a recuperarse en los cultivos tratados con placebo, pero sigue siendo más alta en los tratados con ECSN6. En el panel D, que mide la permeabilidad paracelular mediante inulina, los cultivos infectados y tratados con placebo muestran un aumento significativo de permeabilidad, indicando daño en la barrera epitelial, mientras que el tratamiento con ECSN6 reduce significativamente esta permeabilidad, preservando la integridad de la barrera. En conjunto, los datos demuestran que ECSN6 protege eficazmente la función de barrera epitelial frente a la disrupción causada por RV-A1.
ECSN6 previene la disociación inducida por RV-A1 de E-cadherina y ZO-1
Los resultados mostraron que RV-A1 causa la disociación de las proteínas ZO-1 y E-cadherina de las uniones intercelulares a las 24 horas post-infección, un efecto que no se observó en cultivos tratados con ECSN6. A las 72 horas, la localización de estas proteínas volvió a su estado inicial. El tratamiento con ECSN6 previene la reducción de la resistencia transepitelial manteniendo la localización de E-cadherina y ZO-1 en las uniones intercelulares, sin modificar significativamente su expresión proteica (figura 2).
Figura 2
El grafiuco muestra el efecto del tratamiento con ECSN6 sobre la secreción de citoquinas proinflamatorias (IL-6, IL-8 y CCL-20) a) IL-6: La infección por RV-A1 aumentó los niveles de IL-6. Este aumento de IL-6 fue significativamente menor en el grupo tratado con ECSN6 en comparación con el grupo placebo. b) IL-8: La infección por RV-A1 incrementó los niveles de IL-8. El tratamiento con ECSN6 redujo de manera significativa este aumento de IL-8 en comparación con el grupo placebo. c) CCL-20: La infección por RV-A1 elevó los niveles de CCL-20. El tratamiento con ECSN6 disminuyó de forma notable este incremento de CCL-20 en comparación con el grupo placebo.
La frecuencia del batido ciliar (CBF)
La secreción excesiva de moco, que se produce en respuesta a una infección viral, puede reducir transitoriamente el CBF; la reducción transitoria del CBF por RV-A1 fue inhibida por un 20% de ECSN6 (figura 3).
Figura 3
ECSN6 previene la reducción inducida por RV-A1 en el CBF
El tratamiento con ECSN6 previene varios efectos negativos de la infección por RV-A1 en las células epiteliales respiratorias. Específicamente, ECSN6 evitó la disociación de la proteína E-cadherina de las uniones intercelulares, lo que normalmente ocurre durante la infección viral. Además, ECSN6 redujo la inflamación y la acumulación de secreciones en las vías respiratorias, sin afectar la eliminación del virus. Esta reducción de la inflamación y la secreción de moco se asoció con una modulación favorable de la respuesta de citocinas y la expresión de genes relacionados con la producción de moco, inducidos por la infección con RV-A1. En general, estos resultados sugieren que ECSN6 tiene un efecto protector al mantener la integridad del epitelio respiratorio y modular la respuesta inflamatoria excesiva causada por la infección viral.
Referencia
- Rajput, C., Ganjian, H., Muruganandam, G., Weyer, K., Dannenmaier, J., Seilheimer, B., & Sajjan, U. (2024). Euphorbium compositum SN improves the innate defenses of the airway mucosal barrier network during rhinovirus infection. Respiratory research, 25(1), 407. https://doi.org/10.1186/s12931-024-03030-7
