Urolityna A oddziałuje na szlaki PI3K/Akt/NF-κB i zapobiega odpowiedzi zapalnej wywołanej przez IL-1β w ludzkiej chorobie zwyrodnieniowej stawów: badania in vitro i in vivo

IL-1β (interleukina-1 beta) to silna cytokina prozapalna, która odgrywa kluczową rolę w degradacji stawów w przebiegu chorób takich jak reumatoidalne zapalenie stawów (RZS) czy choroba zwyrodnieniowa. Wywołuje przewlekły stan zapalny, aktywuje enzymy niszczące chrząstkę (metaloproteinazy) oraz pobudza osteoklasty do osłabiania tkanki kostnej.

Negatywny mechanizm działania IL-1β na stawy:
Degradacja chrząstki: Stymuluje chondrocyty (komórki chrząstki) do produkcji enzymów rozkładających kolagen i proteoglikany, co prowadzi do ścieńczenia i utraty elastyczności chrząstki. 
Ubytki w kościach: Pobudza osteoklasty, czyli komórki odpowiedzialne za resorpcję (rozpuszczanie) kości, co prowadzi do powstawania ubytków kostnych. 
Wywołanie stanu zapalnego i nasilenie bólu.

Choroba Zwyrodnieniowa Stawów
powiązana jest ze stanem zapalnym

Choroba zwyrodnieniowa stawów (ChZS) jest chorobą, której postęp jest ściśle powiązany ze stanem zapalnym. Wykazano, że urolityna A (UA) – naturalny metabolit należący do klasy związków (ellagitanniny i kwas elagowy) występujących w granatach – wykazuje działanie przeciwzapalne w przypadku wielu schorzeń. Jednak dokładna rola urolityna A w rozwoju choroby zwyrodnieniowej stawów pozostaje nadal niejasna. 

W niniejszym badaniu zbadaliśmy mechanizm działania urolityny A oraz jego ochronną rolę w postępie ChZS, przeprowadzając eksperymenty zarówno in vitro, jak i in vivo

Urolityna A
hamuje stany zapalne

W warunkach in vitro urolityna A hamowała indukowaną przez interleukinę-1 beta (IL-1β) nadmierną produkcję tlenku azotu (NO), prostaglandyny E2 (PGE2), cyklooksygenazy-2 (COX-2), indukowanej syntazy tlenku azotu (iNOS), TNF-α oraz interleukiny-6 (IL-6) w ludzkich chondrocytach dotkniętych chorobą zwyrodnieniową stawów w sposób zależny od stężenia. 
Wyjaśnienie: Wymienione przez autorów substancje to główne markery stanu zapalnego.

Ponadto, poprzez obniżenie ekspresji metaloproteinazy 13 (MMP13) i trombospondyny 5 (ADAMTS5), urolityna A osłabiła degradację macierzy pozakomórkowej (ECM) wywołaną przez IL-1β. 
Wyjaśnienie: Macierz pozakomórkowa (ECM) w tkance chrzęstnej składa się głównie z kolagenu typu II - zapewniającego odporność mechaniczną, proteoglikanów i kwasu hialuronowego - odpowiedzialnych za wiązanie wody i amortyzację.

Z mechanistycznego punktu widzenia stwierdzono, że urolityna A hamuje aktywację szlaków PI3K/Akt/NF-κB. In vivo, w chirurgicznie wywołanym mysim modelu choroby zwyrodnieniowej stawów, można było wykryć ochronne działanie urolityny A na rozwój choroby. 

Według autorów, badania te sugerują, że urolityna A może zostać wykorzystana jako nowy środek terapeutyczny w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów.

Wyjaśnienie kluczowych  
pojęć użytych w artykule

MMP-13 jest jednym z głównych enzymów odpowiedzialnych za niszczenie kolagenu w chrząstce stawowej. MMP-13 może również działać jako aktywator dla innych prometaloproteinaz (np. proMMP-9), wywołując kaskadowy efekt niszczenia tkanek.

ADAMTS5 to enzym z rodziny metaloproteinaz. Jego głównym zadaniem jest rozpad składników macierzy zewnątrzkomórkowej (np. agrekanu i wersikanu). Przylega do agrekanu (głównego białka budulcowego chrząstki stawowej) i specyficznie go przecina.

Jest uznawany za główny enzym odpowiedzialny za degradację chrząstki w przebiegu choroby zwyrodnieniowej stawów (osteoartrozy). W zdrowym stawie jego działanie jest zrównoważone, jednak w stanach chorobowych nadmierna aktywność ADAMTS5 prowadzi do niszczenia tkanki chrzęstnej.

Na podstawie artykułu

Urolithin A targets the PI3K/Akt/NF-κB pathways and prevents IL-1β-induced inflammatory response in human osteoarthritis: in vitro and in vivo studies.

Autorzy: Xin Fu, Lan-Fang Gong, Yi-Fan Wu, Zeng Lin, Bing-Jie Jiang, Long Wuabc, Ke-He Yu