Astragaloside IV and ginsenoside Rb1 combination improves diabetic foot ulcer healing by downregulating the IRF1-ZBP1 axis in keratinocytes

Para milhões de pessoas que vivem com diabetes, um pequeno corte no pé pode se tornar uma ferida que altera a vida e que se recusa a fechar. Esta condição, conhecida como úlcera de pé diabético, não é meramente uma lesão superficial; é um impasse biológico profundo. Em um corpo saudável, o processo de cicatrização é uma sequência coordenada onde as células imunológicas correm para o local para limpar detritos e combater infecções, e depois se afastam para permitir que a nova pele cresça. No diabetes, o alto nível de açúcar no sangue lança este processo no caos. As células imunológicas, particularmente os neutrófilos, tornam-se hiperativas e confusas. Em vez de ajudar, elas liberam uma nuvem tóxica de sinais inflamatórios e se autodestruem de maneiras que danificam o próprio tecido que deveriam reparar. Isso cria um ciclo vicioso de inflamação e morte celular que impede a pele de se unir novamente, frequentemente levando a complicações graves ou amputação. Cientistas há muito buscam uma maneira de quebrar este ciclo, procurando agentes que possam acalmar o sistema imunológico e proteger as células da pele sem causar danos.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Nanchang, na China, identificou uma abordagem promissora usando uma combinação de dois compostos naturais encontrados na medicina tradicional chinesa: o astragalosídeo IV, derivado da raiz de astragalus, e o ginsenosídeo Rb1, encontrado no ginseng. Em um estudo publicado recentemente, os pesquisadores demonstraram que, quando estas duas substâncias são usadas juntas em uma proporção específica, elas podem acelerar significativamente a cicatrização de úlceras de pé diabético em ratos e proteger as células da pele em laboratório. A chave para o sucesso deles reside em como essas substâncias interagem com a maquinaria celular do corpo. Os pesquisadores descobriram que o alto nível de açúcar no sangue desencadeia um tipo específico de morte celular chamada PANoptose, um processo no qual as células morrem de uma forma que libera simultaneamente sinais inflamatórios, agravando a ferida. O estudo mostra que a combinação dos dois fármacos funciona ao reduzir a atividade de uma proteína específica chamada ZBP1, que atua como um interruptor para este processo destrutivo. Ao interromper este interruptor, os fármacos permitem que as células da pele sobrevivam e que a ferida cicatrize.

Para entender como isso funciona, os cientistas primeiro criaram um modelo do problema em uma placa de cultura. Eles pegaram células da pele humana, conhecidas como queratinócitos, e as expuseram a altos níveis de glicose para mimetizar o ambiente de um pé diabético. Sob estas condições, as células começaram a morrer rapidamente através de apoptose, piroptose e necroptose — três formas diferentes de morte celular programada que, neste contexto, fundem-se no evento destrutivo único da PANoptose. Os pesquisadores então testaram várias concentrações de astragalosídeo IV e ginsenosídeo Rb1, tanto isoladamente quanto em combinação. Eles descobriram que, embora cada fármaco oferecesse alguma proteção individualmente, eles funcionavam melhor juntos. Especificamente, uma mistura onde a quantidade de astragalosídeo IV era para a quantidade de ginsenosídeo Rb1 em uma proporção de dois para três produziu o efeito protetor mais forte. Esta combinação manteve as células da pele vivas, reduziu a liberação de substâncias químicas inflamatórias tóxicas e baixou os níveis de estresse oxidativo, que é essencialmente uma forma de dano por oxidação causado por moléculas instáveis na célula.

Os pesquisadores então passaram do laboratório de cultura para animais vivos para ver se estes resultados se mantinham verdadeiros em um sistema biológico complexo. Eles criaram um modelo de úlcera de pé diabético em ratos induzindo o diabetes e, em seguida, criando uma ferida precisa de um centímetro nas costas do animal. Eles trataram estas feridas com a combinação dos dois fármacos, com cada fármaco sozinho, ou com uma solução salina como controle. Durante doze dias, as feridas tratadas com a combinação dos dois fármacos fecharam significativamente mais rápido do que as de qualquer outro grupo. Quando os pesquisadores examinaram o tecido sob um microscópio, viram que o tratamento combinado levou a um tecido de pele nova mais espesso e saudável e a uma rede mais densa de novos vasos sanguíneos, que são essenciais para entregar oxigênio e nutrientes a uma ferida em cicatrização. Crucialmente, eles também observaram uma redução acentuada na infiltração de neutrófilos, as células imunológicas que estavam causando tanto dano. O tratamento efetivamente impediu que estas células liberassem suas redes tóxicas e sinais inflamatórios, permitindo que o processo de cicatrização prosseguisse.

Para descobrir o mecanismo molecular por trás desta cicatrização, a equipe investigou como os fármacos interagiam com as proteínas dentro das células. Eles usaram modelagem computacional para prever como as moléculas dos fármacos poderiam se encaixar nas estruturas de várias proteínas envolvidas na morte celular. Os modelos sugeriram que ambos os fármacos poderiam se ligar fortemente à ZBP1, uma proteína que atua como um sensor de sinais de perigo e desencadeia a cascata de PANoptose. Para confirmar esta interação física, os pesquisadores realizaram experimentos onde aqueceram as proteínas ou as expuseram a enzimas que as degradam. Eles descobriram que, na presença dos fármacos, a proteína ZBP1 tornou-se mais estável e resistente à degradação, indicando que os fármacos estavam de fato ligando-se a ela. Experimentos adicionais mostraram que os fármacos também reduziram os níveis de outra proteína chamada IRF1, que normalmente se posiciona a montante da ZBP1 e ordena que ela seja ativada. Ao suprimir a IRF1, os fármacos impediram a ativação da ZBP1, cortando efetivamente o sinal que dizia às células da pele para se autodestruírem.

O estudo foi um passo além para provar que a ZBP1 era o alvo crítico. Os pesquisadores usaram ferramentas genéticas para reduzir a quantidade de ZBP1 nas células da pele, mimetizando o efeito dos fármacos. Quando a ZBP1 foi reduzida, as células tornaram-se muito mais resistentes aos efeitos prejudiciais do alto nível de açúcar, tal como quando foram tratadas com os fármacos. No entanto, quando os pesquisadores tentaram adicionar os fármacos a células que já tinham baixos níveis de ZBP1, os fármacos não proporcionaram benefício adicional. Isto confirmou que os fármos trabalham especificamente visando a ZBP1; se o alvo já está ausente, os fármacos não têm o que fazer. Por outro lado, quando os pesquisadores forçaram as células a produzir excesso de ZBP1 ou excesso de IRF1, as células sofreram danos severos, mas a combinação de fármacos ainda foi capaz de reverter este dano. Isto demonstrou que os fármacos são poderosos o suficiente para anular os sinais destrutivos mesmo quando o sistema é empurrado para a morte celular.

As descobertas sugerem que a combinação de astragalosídeo IV e ginsenosídeo Rb1 oferece uma estratégia dupla para o tratamento de úlceras de pé diabético. Primeiro, protege diretamente as células da pele ao interromper o interruptor molecular específico, a ZBP1, que desencadeia a sua autodestruição. Segundo, ao acalmar este alarme celular, reduz indiretamente a atividade caótica do sistema imunológico, prevenindo que os neutrófilos liberem as nuvens inflamatórias que atrasam a cicatrização. O estudo fornece uma explicação molecular clara de por que estes dois compostos naturais funcionam melhor juntos do que separados, identificando uma via específica que pode ser visada para restaurar a capacidade do corpo de cicatrizar. Embora a investigação tenha sido realizada em células e ratos, e os autores notem que mais estudos são necessários para confirmar a segurança e eficácia em humanos, o trabalho oferece uma nova direção convincente para o desenvolvimento de tratamentos que abordem as causas raízes de feridas crónicas de difícil cicatrização, em vez de apenas gerir os sintomas.