Epiphytic Acampe ochracea orchid relieves paracetamol-induced hepatotoxicity by inhibiting oxidative stress and upregulating antioxidant genes in in vivo and virtual screening

• DOI: 10.1016/j.biopha.2021.112215
• Publication Date: 2021-09-28T04:35:10Z
• Authors: A.M. Abu Ahmed; Md. Atiar Rahman; Md. Amjad Hossen; A.S.M. Ali Reza; Md. Shahidul Islam; Md. Mamunur Rashid; Md. Khalid Juhani...; Md. Tanvir Ahmed ...; Abdullah Al-Noman; Md. Nazim Uddin
• Keywords: Male; 0301 basic medicine; Pharmacology, Toxicology and Pharmaceutics; Metabolism and Function of Arachidonic Acid Derivatives; Phytochemicals; Enzyme Activities; Superoxide dismutase; Network Pharmacology; Liver injury; Biochemistry; Antioxidants; Mitogen-Activated Protein Kinase 14; 03 medical and health sciences; Aromatase; Biochemistry, Genetics and Molecular Biology; Malondialdehyde; Alkaline phosphatase; Animals; Protein Interaction Maps; Rats, Wistar; Orchidaceae; Glutathione reductase; Biology; Acetaminophen; Pharmacology; Plant Extracts; Estrogen Receptor alpha; Mechanisms of Drug-Induced Hepatotoxicity; Life Sciences; Lactate dehydrogenase; Glutathione; Molecular Docking Simulation; PPAR gamma; Disease Models, Animal; Oxidative Stress; Chemistry; Gene Expression Regulation; Liver; Drug Metabolism and Pharmacogenomics; Oxidative stress; Enzyme; Glutathione peroxidase; Chemical and Drug Induced Liver Injury; Antioxidant; Hepatoprotection

بساتين الفاكهة هي في الأساس زينة، ونادراً ما يتم تقييم الوظائف البيولوجية. بحث هذا البحث في آثار مستخلص ميثانول Acampe ochracea (AOME) في تحسين إصابة الكبد الناجمة عن الباراسيتامول (PCM) في فئران ويستار البيضاء، وتقييم حالتها الكيميائية النباتية من خلال تحليل UPLC - qTOF - MS. من خلال الالتحام الجزيئي وعلم الأدوية الشبكي، تحقق الفحص الافتراضي من التفاعلات الحتمية بين المركبات المميزة لـ UPLC - qTOF - MS ومستقبلات الأدوية الواقية من الكبد. لدى AOME انخفاض واضح يعتمد على الجرعة في إنزيمات الكبد حمض الفوسفاتاز (ACP)، ناقلة أمين الأسبارتات (AST)، ناقلة أمين الألانين (ALT)، ناقلة الفوسفات القلوية (ALP)، ناقلة جاما الجلوتاميل (GGT)، ناقلة هيدروجين اللاكتات (LDH)، البيليروبين الكلي، بالإضافة إلى زيادة البروتين الكلي في المصل والإنزيمات المضادة للأكسدة كاتالاز (CAT)، ديسموتاز الأكسيد الفائق (SOD)، مختزل الجلوتاثيون (GSH) مع تطبيع افتراضي (p < 0.05- p < 0.001) وكانت القيم مكافئة تقريبًا للدواء المرجعي سيليمارين. بعد المعالجة المسبقة بـ AOME، انخفضت مستويات المالونديالديهايد الناجم عن PCM (MDA) بشكل كبير (p < 0.001). أكدت الفحوصات النسيجية النتائج الوظيفية والكيميائية الحيوية. قام AOME بزيادة تنظيم الجينات المشاركة في مضادات الأكسدة (CAT و SOD و β - actin و PON1 و PFK1) وآليات حماية الكبد في الفئران المسكرة PCM. تم تحديد مجموعة من 103 مركبات من AOME من خلال تحليل UPLC - qTOF - MS. كانت المركبات المكتشفة مرتبطة بشكل كبير بأهداف العديد من بروتينات الكبد والإنزيمات المضادة للأكسدة، وفقًا لدراسة في السيليكو. أظهر التنبؤ الافتراضي من قبل SwissADME و admetSAR أن AOME لديها أنشطة دوائية شبيهة بالعقاقير وغير سامة ومحتملة في تلف الكبد. علاوة على ذلك، تتفاعل جينات VEGFA و CYP19A1 و MAPK14 و ESR1 و PPARG مع المركبات المستهدفة التي تؤثر على الإجراءات البيولوجية المهمة لاستعادة تلف الكبد الناجم عن PCM.<br/>Orchids are basically ornamental, and biological functions are seldom evaluated. This research investigated the effects of Acampe ochracea methanol extract (AOME) in ameliorating the paracetamol (PCM) induced liver injury in Wistar albino rats, evaluating its phytochemical status through UPLC-qTOF-MS analysis. With molecular docking and network pharmacology, virtual screening verified the inevitable interactions between the UPLC-qTOF-MS-characterized compounds and hepatoprotective drug receptors. The AOME has explicit a dose-dependent decrease of liver enzymes acid phosphatase (ACP), aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), gamma-glutamyl transferase (GGT), lactate dehydrogenase (LDH), total bilirubin, as well as an increase of serum total protein and antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione reductase (GSH) with a virtual normalization (p < 0.05-p < 0.001) and the values were almost equivalent to the reference drug silymarin. After pretreatment with AOME, PCM-induced malondialdehyde (MDA) levels were considerably decreased (p < 0.001). Histopathological examinations corroborated the functional and biochemical findings. The AOME upregulated the genes involved in antioxidative (CAT, SOD, β-actin, PON1, and PFK1) and hepatoprotective mechanisms in PCM intoxicated rats. An array of 103 compounds has been identified from AOME through UPLC-qTOF-MS analysis. The detected compounds were substantially related to the targets of several liver proteins and antioxidative enzymes, according to an in silico study. Virtual prediction by SwissADME and admetSAR showed that AOME has drug-like, non-toxic, and potential pharmacological activities in hepatic damage. Furthermore, VEGFA, CYP19A1, MAPK14, ESR1, and PPARG genes interact with target compounds impacting the significant biological actions to recover PCM-induced liver damage.<br/>Les orchidées sont essentiellement ornementales et les fonctions biologiques sont rarement évaluées. Cette recherche a étudié les effets de l'extrait d'Acampe ochracea méthanol (AOME) sur l'amélioration de la lésion hépatique induite par le paracétamol (PCM) chez les rats albinos Wistar, en évaluant son statut phytochimique par l'analyse UPLC-qTOF-MS. Avec l'accostage moléculaire et la pharmacologie en réseau, le dépistage virtuel a vérifié les interactions inévitables entre les composés caractérisés par UPLC-qTOF-MS et les récepteurs hépatoprotecteurs des médicaments. L'AOME présente explicitement une diminution dose-dépendante des enzymes hépatiques phosphatase acide (ACP), aspartate aminotransférase (AST), alanine aminotransférase (Alt), phosphatase alcaline (ALP), gamma-glutamyl transférase (GGT), lactate déshydrogénase (LDH), bilirubine totale, ainsi qu'une augmentation des protéines totales sériques et des enzymes antioxydantes catalase (CAT), superoxyde dismutase (SOD), glutathion réductase (GSH) avec une normalisation virtuelle (p < 0,05-p < 0,001) et les valeurs étaient presque équivalentes au médicament de référence silymarine. Après le prétraitement par AOME, les taux de malondialdéhyde (MDA) induits par la PCM ont considérablement diminué (p < 0,001). Les examens histopathologiques ont corroboré les résultats fonctionnels et biochimiques. L'AOME a régulé à la hausse les gènes impliqués dans les mécanismes antioxydants (CAT, SOD, β-actine, PON1 et PFK1) et hépatoprotecteurs chez les rats intoxiqués au PCM. Un tableau de 103 composés a été identifié à partir de l'AOME grâce à l'analyse UPLC-qTOF-MS. Les composés détectés étaient substantiellement liés aux cibles de plusieurs protéines hépatiques et enzymes antioxydantes, selon une étude in silico. La prédiction virtuelle par SwissADME et admetSAR a montré que l'AOME a des activités pharmacologiques médicamenteuses, non toxiques et potentielles dans les lésions hépatiques. En outre, les gènes VEGFA, CYP19A1, MAPK14, ESR1 et PPARG interagissent avec les composés cibles ayant un impact sur les actions biologiques significatives pour récupérer les dommages hépatiques induits par la PCM.<br/>Las orquídeas son básicamente ornamentales, y las funciones biológicas rara vez se evalúan. Esta investigación investigó los efectos del extracto metanólico de Acampe ochracea (AOME) en la mejora de la lesión hepática inducida por paracetamol (PCM) en ratas albinas Wistar, evaluando su estado fitoquímico a través del análisis UPLC-qTOF-MS. Con acoplamiento molecular y farmacología de red, el cribado virtual verificó las interacciones inevitables entre los compuestos caracterizados por UPLC-qTOF-MS y los receptores de fármacos hepatoprotectores. El AOME tiene explícitamente una disminución dependiente de la dosis de las enzimas hepáticas fosfatasa ácida (ACP), aspartato aminotransferasa (AST), alanina aminotransferasa (ALT), fosfatasa alcalina (ALP), gamma-glutamil transferasa (GGT), lactato deshidrogenasa (LDH), bilirrubina total, así como un aumento de la proteína total sérica y las enzimas antioxidantes catalasa (CAT), superóxido dismutasa (SOD), glutatión reductasa (GSH) con una normalización virtual (p < 0.05-p < 0.001) y los valores fueron casi equivalentes al fármaco de referencia silimarina. Después del pretratamiento con AOME, los niveles de malondialdehído (MDA) inducidos por PCM disminuyeron considerablemente (p < 0.001). Los exámenes histopatológicos corroboraron los hallazgos funcionales y bioquímicos. El AOME reguló positivamente los genes implicados en los mecanismos antioxidantes (CAT, SOD, β-actina, PON1 y PFK1) y hepatoprotectores en ratas intoxicadas con PCM. Se ha identificado una matriz de 103 compuestos de AOME a través del análisis UPLC-qTOF-MS. Los compuestos detectados estaban sustancialmente relacionados con las dianas de varias proteínas hepáticas y enzimas antioxidantes, según un estudio in silico. La predicción virtual de SwissADME y admetSAR mostró que AOME tiene actividades farmacológicas similares a fármacos, no tóxicas y potenciales en el daño hepático. Además, los genes VEGFA, CYP19A1, MAPK14, ESR1 y PPARG interactúan con compuestos diana que afectan las acciones biológicas significativas para recuperar el daño hepático inducido por PCM.<br/>