L'osteoartrite (OA) è una delle malattie degenerative croniche delle ossa e delle articolazioni a lungo termine che colpisce la popolazione anziana di età superiore ai 65 anni [
1]. Generalmente, ai pazienti affetti da OA viene diagnosticata una cartilagine danneggiata, una sinovia infiammata e condrociti erosi, che scatenano dolore e disagio fisico [
2]. Il dolore artritico è causato prevalentemente dalla degenerazione della cartilagine nelle articolazioni a causa dell'infiammazione e quando la cartilagine è gravemente danneggiata le ossa possono scontrarsi tra loro causando dolore insopportabile e difficoltà fisiche [
3]. Il coinvolgimento di mediatori infiammatori con sintomi quali dolore, gonfiore e rigidità articolare è ben documentato. Nei pazienti affetti da OA, le citochine infiammatorie, che causano l'erosione della cartilagine e dell'osso subcondrale, si trovano nel liquido sinoviale [
4]. Due delle principali lamentele che i pazienti affetti da OA generalmente lamentano sono il dolore e l'infiammazione sinoviale. Pertanto, gli obiettivi principali delle attuali terapie per l'OA sono ridurre il dolore e l'infiammazione. [
5]. Sebbene i trattamenti disponibili per l'OA, compresi i farmaci non steroidei e steroidei, abbiano dimostrato la loro efficacia nell'alleviare il dolore e l'infiammazione, l'uso a lungo termine di questi farmaci ha gravi conseguenze sulla salute, come disfunzioni cardiovascolari, gastrointestinali e renali [
6]. Pertanto, è necessario sviluppare un farmaco più efficace e con meno effetti collaterali per il trattamento dell'osteoartrite.
I prodotti naturali per la salute stanno diventando sempre più popolari perché sono sicuri e facilmente reperibili [
7]. La medicina tradizionale coreana ha dimostrato la sua efficacia contro diverse malattie infiammatorie, tra cui l'artrite [
8]. Aucklandia lappa DC. è nota per le sue proprietà medicinali, come il miglioramento della circolazione del qi per alleviare il dolore e lenire lo stomaco, ed è stata utilizzata tradizionalmente come analgesico naturale [
9]. Rapporti precedenti suggeriscono che A. lappa possiede proprietà antinfiammatorie [
10,
11], analgesico [
12], anticancro [
13], e gastroprotettivo [
14] effetti. Le varie attività biologiche di A. lappa sono causate dai suoi principali composti attivi: costunolide, deidrocostus lattone, diidrocostunolide, costuslattone, α-costolo, saussurea lattone e costuslattone [
15]. Studi precedenti affermano che il costunolide ha mostrato proprietà antinfiammatorie nel lipopolisaccaride (LPS), che ha indotto i macrofagi attraverso la regolazione del percorso NF-kB e della proteina da shock termico [
16,
17]. Tuttavia, nessuno studio ha indagato le potenziali attività di A. lappa per il trattamento dell'OA. La presente ricerca ha indagato gli effetti terapeutici di A. lappa contro l'OA utilizzando modelli di roditori indotti con MIA (iodoacetato monosodico) e acido acetico.
Il monosodio-iodoacetato (MIA) è notoriamente utilizzato per produrre gran parte dei comportamenti dolorosi e delle caratteristiche patofisiologiche dell'OA negli animali [
18,
19,
20]. Quando iniettato nelle articolazioni del ginocchio, il MIA sconvolge il metabolismo dei condrociti e induce infiammazione e sintomi infiammatori, come l'erosione della cartilagine e dell'osso subcondrale, i sintomi cardinali dell'OA [
18]. La risposta di contorsione indotta con acido acetico è ampiamente considerata come la simulazione del dolore periferico negli animali in cui il dolore infiammatorio può essere misurato quantitativamente [
19]. La linea cellulare di macrofagi murini, RAW264.7, è comunemente utilizzata per studiare le risposte cellulari all'infiammazione. Dopo l'attivazione con LPS, i macrofagi RAW264 attivano vie infiammatorie e secernono diversi intermediari infiammatori, come TNF-α, COX-2, IL-1β, iNOS e IL-6 [
20]. Questo studio ha valutato gli effetti anti-nocicettivi e antinfiammatori di A. lappa contro l'OA nel modello animale MIA, nel modello animale indotto da acido acetico e nelle cellule RAW264.7 attivate da LPS.
2. Materiali e metodi
2.1. Materiale vegetale
La radice essiccata di A. lappa DC. utilizzata nell'esperimento è stata acquistata da Epulip Pharmaceutical Co., Ltd. (Seul, Corea). È stata identificata dal Prof. Donghun Lee, Dipartimento di Farmacologia Erboristica, Col. di Medicina Coreana, Università di Gachon, e il numero di riferimento del campione depositato è stato 18060301.
2.2. Analisi HPLC dell'estratto di A. lappa
A. lappa è stata estratta utilizzando un apparato a riflusso (acqua distillata, 3 ore a 100 °C). La soluzione estratta è stata filtrata e condensata utilizzando un evaporatore a bassa pressione. L'estratto di A. lappa ha avuto una resa del 44,69% dopo liofilizzazione a -80 °C. L'analisi cromatografica di A. lappa è stata condotta con un HPLC collegato a un sistema HPLC 1260 InfinityⅡ (Agilent, Pal Alto, CA, USA). Per la separazione cromatica, è stata utilizzata una colonna EclipseXDB C18 (4,6 × 250 mm, 5 µm, Agilent) a 35 °C. Un totale di 100 mg del campione è stato diluito in 10 mL di metanolo al 50% e sonicato per 10 minuti. I campioni sono stati filtrati con un filtro a siringa (Waters Corp., Milford, MA, USA) da 0,45 µm. La composizione della fase mobile era acido fosforico allo 0,1% (A) e acetonitrile (B) e la colonna è stata eluita come segue: 0–60 min, 0%; 60–65 min, 100%; 65–67 min, 100%; 67–72 min, 0% solvente B con una portata di 1,0 mL/min. L'effluente è stato osservato a 210 nm utilizzando un volume di iniezione di 10 μL. L'analisi è stata eseguita in triplicato.
2.3. Alloggiamento e gestione degli animali
Ratti Sprague–Dawley (SD) maschi di 5 settimane e topi ICR maschi di 6 settimane sono stati acquistati da Samtako Bio Korea (Gyeonggi-do, Corea). Gli animali sono stati tenuti in una stanza con temperatura costante (22 ± 2 °C) e umidità (55 ± 10%) e un ciclo luce/buio di 12/12 ore. Gli animali sono stati abituati a questa condizione per più di una settimana prima dell'inizio dell'esperimento. Gli animali hanno avuto a disposizione cibo e acqua a volontà. Le attuali norme etiche per la cura e la manipolazione degli animali presso l'Università di Gachon (GIACUC-R2019003) sono state rigorosamente rispettate in tutte le procedure sperimentali sugli animali. Lo studio è stato progettato in cieco per l'investigatore e in parallelo. Abbiamo seguito il metodo dell'eutanasia secondo le linee guida del Comitato Etico per la Sperimentazione Animale.
2.4. Iniezione e trattamento MIA
I ratti sono stati suddivisi in modo casuale in 4 gruppi: placebo, controllo, indometacina e A. lappa. Dopo essere stati anestetizzati con una miscela di isoflurano O2 al 2%, ai ratti sono stati iniettati 50 μL di MIA (40 mg/m; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) per via intra-articolare nelle articolazioni del ginocchio per indurre l'OA sperimentale. I trattamenti sono stati condotti come segue: i gruppi di controllo e placebo sono stati mantenuti solo con la dieta base AIN-93G. Solo il gruppo indometacina ha ricevuto indometacina (3 mg/kg) incorporata nella dieta AIN-93G, mentre il gruppo A. lappa 300 mg/kg è stato assegnato alla dieta AIN-93G integrata con A. lappa (300 mg/kg). I trattamenti sono stati continuati per 24 giorni dal giorno dell'induzione dell'OA al ritmo di 15-17 g per 190-210 g di peso corporeo al giorno.
2.5. Misurazione del carico
Dopo l'induzione dell'OA, la misurazione della capacità portante degli arti posteriori dei ratti è stata eseguita con l'incapacitance-MeterTester600 (IITC Life Science, Woodland Hills, CA, USA) come da programma. La distribuzione del peso sugli arti posteriori è stata calcolata come segue: capacità portante (%)
