Hvidløg som et stærkt middel mod åreforkalkning

I et nyligt offentliggjort studie i Frontiers in Pharmacology har forskere fra Kina identificeret og analyseret de aktive komponenter i hvidløg og deres mål i åreforkalkning, og undersøgt de underliggende farmakologiske mekanismer. De fandt ud af, at hvidløg reducerede ekspressionen af ferroptose-relaterede gener, hvilket indikerer dets potentiale til at behandle åreforkalkning ved at regulere ferroptose og reducere lipidperoxidation.

Åreforkalkning er en førende årsag til hjerte-kar-sygdomme (CVD), såsom koronar hjertesygdom og slagtilfælde, hvor unormal intimafortykkelse af halspulsårerne rammer over en milliard mennesker verden over. Sygdommen skyldes unormal lipidmetabolisme, hvilket fører til plakdannelse og potentiel lukning af arterier på grund af plakruptur. Nye beviser fremhæver rollen af ferroptose, en form for reguleret celledød forbundet med lipidperoxidation, i åreforkalkning og andre CVD'er. Selvom lipidsænkende lægemidler er tilgængelige, indebærer de risici såsom lever- og nyreskader, hvilket understreger behovet for sikrere behandlinger.

Hvidløg, der er meget anvendt som et urtetilskud, er kendt for sine kardiovaskulære fordele, især i at reducere oxidativ stress og inflammation, som er kritiske faktorer i åreforkalkning. Dets aktive komponenter, såsom allicin, kan hæmme lipidperoxidation og ferroptose. Trods dets kendte fordele er de nøjagtige mekanismer, hvormed hvidløg påvirker åreforkalkning, stadig uklare. Netværksfarmakologi og molekylære dockingteknikker kan bruges til at studere hvidløgs multi-target-mekanismer med det formål at udvikle nye, effektive lægemidler til forebyggelse og behandling af åreforkalkning. I dette studie undersøgte forskerne de mekanismer, hvormed hvidløg forbedrer åreforkalkning, ved hjælp af en kombination af netværksfarmakologi, bioinformatik, molekylær docking og eksperimentel validering.

De vigtigste farmakologiske mål og aktive komponenter i hvidløg, samlet omtalt som hvidløgsrelaterede lægemiddelmål, blev hentet fra tre databaser: Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database (TCMSP), Traditional Chinese Medicine Information Database (TCM-ID) og Encyclopedia of Traditional Chinese Medicine (ETCM). Potentielle åreforkalkningsmålgener blev hentet fra følgende databaser: DisGeNET, GeneCards og DiGSeE. En intersektionsanalyse af disse data blev udført for at identificere potentielle hvidløgsmålgener til behandling af åreforkalkning. Gene Ontology (GO) og Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) berigelsesanalyser blev udført for disse gener. Et interaktionsnetværk mellem hvidløgskomponenter, terapeutiske mål og vigtige signalveje blev konstrueret. Forskellene i arteriel genekspression mellem raske individer og personer med åreforkalkning blev analyseret ved hjælp af forskellige databaser. Derudover blev der udført molekylær docking af aktive komponenter i hvidløg med nøglegener.

Eksperimentel validering omfattede celleforsøg med museceller for at evaluere cytotoksicitet, biokemiske assays, olie-rød-O-farvning og Western blotting. Omvendt transkription-kvantitativ polymerasekædereaktion (RT-qPCR) blev udført for at måle genekspressionsniveauer. Musemodellerne blev derefter opdelt i fire grupper: sham-opereret gruppe, modelgruppe, allicin-behandlet gruppe og negativ kontrolgruppe. Serumbiokemiske assays og histologiske ændringer blev observeret.

I alt 16 aktive komponenter i hvidløg og 503 potentielle mål blev identificeret. Derudover blev der fundet 3033 nøglemål for åreforkalkning. Som et resultat af skæringspunktet mellem hvidløgsmål og åreforkalkningsmål blev der identificeret 230 potentielle terapeutiske mål. Analyser af berigelsesveje afslørede 2017 biologiske processer, 78 cellulære komponenter og 200 molekylære funktioner. Væsentlige processer omfattede oxidativ stressrespons og inflammation. Potentielle mål viste sig at være beriget i lipidmetabolisme og åreforkalkningsveje.

Molekylære dockingstudier har vist, at hvidløgskomponenter såsom sobrole A, benzaldoxim, allicin og (+)-L-alliin interagerer stærkt med ferroptose-relaterede proteiner såsom GPX4 (glutathionperoxidase), DPP4 (dipeptidylpeptidase 4) og ALOX5 (arachidonat 5-lipoxygenase). I dyremodeller, især apolipoprotein E knockout-mus og C57BL/6-mus, har allicin vist sig at reducere plakdannelse og lipidaflejring i halspulsåren signifikant. Allicin forbedrede også lipidprofiler ved at reducere koncentrationerne af lavdensitetslipoprotein (LDL-C), total kolesterol og triglycerid i den behandlede gruppe sammenlignet med den ubehandlede gruppe. Allicin reducerede lipidperoxidation og jerninduceret celledød, hvilket fremgår af nedsatte malondialdehydniveauer og øget GPX4 i serum.

In vitro-forsøg reducerede allicin oxidativ skade induceret af ox-LDL. Proteinekspressionen af ferroptose-relaterede gener DPP4 og ALOX5 blev reduceret ved allicinbehandling, mens GPX4-ekspressionen blev øget. Derudover reducerede allicin ALOX5 mRNA-niveauer og øgede GPX4 mRNA-niveauer sammenlignet med ox-LDL-gruppen. Disse resultater indikerer, at hvidløg, især allicin, kan forbedre åreforkalkning ved at regulere ferroptose, hvilket fremhæver dets potentielle terapeutiske værdi i behandlingen af hjerte-kar-sygdomme.

Afslutningsvis fremhæver undersøgelsen potentialet ved hvidløg og dets aktive forbindelser såsom sobrol A, allicin, (+)-L-alliin og benzaldoxim i behandlingen af åreforkalkning ved at målrette ferroptose-relaterede mekanismer. De specifikke målgener, der er identificeret i undersøgelsen, danner grundlag for udvikling af målrettede terapier, der kan forbedre behandlingsresultaterne i fremtiden. Resultaterne opfordrer til yderligere forskning i hvidløgsbaserede terapier, der kan føre til mere effektive, naturlige behandlingsmuligheder for hjerte-kar-sygdomme.