Partie Ⅲ Avantages thérapeutiques anabolisants et anticataboliques des médicaments naturels chinois pour le traitement de l'ostéoporose
Mar 04, 2022
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Des études in vivo utilisant des modèles de rongeurs d'ostéoporose post-ménopausique induite par une carence en œstrogènes ont montré queCistanches deserticola-extrait(CDE) pourraient apporter des bénéfices thérapeutiques pour le traitement de l'ostéoporose (Liang et al., 2011 ; Liang et al., 2013). Les conclusions indiquent queExtrait de Cistanche Deserticolapourrait améliorer de manière dose-dépendante la DMO et la BMC fémorales chez les rats OVX et améliorer les paramètres biomécaniques du fémur de chargement et de rupture automatique, y compris la charge maximale, le déplacement maximal et le stress (Liang et al., 2011). En comparaison avec les rats OVX,Extrait de Cistanche Deserticola-les rats traités ont montré des différences biochimiques, notamment une diminution des taux sanguins de calcium, de zinc et de cuivre (Liang et al., 2011). Une étude in vivo plus approfondie des mécanismes moléculaires à l'origine de l'effet antiostéoporose du CDE indique que l'atténuation de la dégénérescence osseuse est associée à la régulation des gènes impliqués dans le métabolisme osseux, notamment Smad1, Smad5, TGF- 1 et TIEG1 (Liang et al., 2013). De plus, une étude in vivo des effets du composé CD, le cistanoside, sur des rats OVX indique queCistanche Deserticolapeut contenir à la fois des propriétés ostéogéniques et antiostéoclastiques (Xu et al., 2017). En plus d'augmenter la résistance osseuse, la DMO et d'améliorer la microstructure trabéculaire,Cistanosidepeut également diminuer l'activité des marqueurs de la résorption osseuse, notamment TRAP, DPD et la cathepsine K (Xu et al., 2017). Ces effets semblent être médiés par la régulation à la baisse du facteur 6 associé au récepteur du TNF (TRAF6), qui médie en aval à la fois l'inactivation de NF-κB, pour inhiber l'activité des ostéoclastes, et la stimulation de la voie ostéogénique PI3K/Akt (Xu et al., 2017).
Epimedium brevicornum Maxime
Epimedium brevicornum Maxim (EBM, "Yin Yang Huo") est un médicament naturel très populaire utilisé traditionnellement pour traiter les maladies osseuses, la grossesse et le dysfonctionnement des gonades en médecine chinoise depuis des milliers d'années. Il pourrait soulager les symptômes post-ménopausiques et inhiber l'ostéoporose et d'autres maladies liées à la perte osseuse, tandis que peu d'effets hyperplasiques sur l'utérus ont été trouvés. Ces effets antiostéoporotiques peuvent être liés aux propriétés oestrogéniques des phytoestrogènes intrinsèques, y compris certains desflavonoïdes, lignanes, stérols, etc. (Wang et al., 2007 ; Xu et al., 2016). Dans l'étude de pharmacologie des systèmes, il y a 77 composants dans Epimedium possédant la structure analogue à l'œstrogène (Xu et al., 2016). Beaucoup de ces composés phytoestrogéniques ont des effets bénéfiques pour inhiber l'ostéoporose, notamment l'icariine, l'épimédine A, l'épimédine B, l'épimédine C, l'acaricide II et l'icariine, l'épimédoside C, le baohuoside I, le baohuoside II, etc. (Meng et al., 2005; Huang et al., 2007 ; Zhai et al., 2013 ; Liu et al., 2014b ; Wang et al., 2016b ; Liu et al., 2017b). Parmi ces ingrédients, l'icariine est le principal composé d'Epimedium brevicornum Maxim. Maintenant, il y a eu de nombreuses études et revues se concentrant sur ses effets anabolisants et anticataboliques. Certaines études ont montré que l'icariine a de meilleurs effets antiostéoporotiques que d'autres composés (Ma et al., 2011 ; Wang et al., 2018). Cette revue introduirait avec insistance les effets potentiels de l'icariine pour traiter l'ostéoporose, étant représentée pour Epimedium brevicornum Maxim.
Flavonoïde
L'icariine, un glycoside de flavonol prénylé, était l'un des principaux composés efficaces d'Epimedium. Avec l'effet biosynthétique instinctif des œstrogènes (Yang et al., 2013), il avait des effets ostéogéniques et anti-ostéoclastogènes potentiels in vitro et in vivo, et des effets anti-ostéoporotiques en clinique.
Des études in vitro récentes ont démontré que l'icariine pouvait renforcer l'activité ALP, la différenciation ostéogénique et améliorer la maturation et la minéralisation des CSM et des ostéoblastes, notamment les cellules hFOB 1.19, les cellules MC3T3-E1, UMR 106 (Chen et al., 2007b ; Mok et al., 2010 ; Fan et al., 2011 ; Cao et al., 2012 ; Liang et al., 2012). L'icariine pourrait également avoir une capacité prononcée à favoriser la différenciation des ostéoblastes même en l'absence de dexaméthasone (Ma et al., 2013). En conséquence, l'expression de l'ARNm des gènes liés à l'ostéogenèse, notamment COL1a2, OSX, RUNX-2, BMP-2, Smad4, Notch2 et le rapport OPG/RANKL, a été significativement augmentée (Xiao et al., 2005 ; Zhao et al., 2008 ; Hsieh et al., 2010 ; Ma et al., 2011 ; Bian et al., 2012 ; Cao et al., 2012 ; Liang et al., 2012 ; Li et al., 2013b). Des études supplémentaires ont montré que le traitement à l'icariine pouvait induire de manière significative l'activation des kinases ERK, JNK et p38, et que leurs inhibiteurs respectifs atténueraient considérablement les effets ostéogéniques stimulés par l'icariine. Ye et al. ont constaté que la déplétion de TAZ (le coactivateur transcriptionnel avec motif de liaison PDZ) pouvait bloquer de manière significative la promotion de la prolifération et de la différenciation ostéogénique induite par le traitement à l'icariine (Ye et al., 2017). Ces études ont indiqué l'implication des voies de signalisation Wnt/-caténine-BMP2, Notch, MAPK et RhoA-TAZ dans les effets ostéogéniques de l'icariine (Song et al., 2013 ; Wu et al., 2015a ; Ye et al., 2017 ). De plus, la capacité de différenciation ostéogénique des BMSC des rats OVX serait significativement réduite par rapport à celle du groupe d'opérations factices. Alors que le traitement à l'icariine pourrait agir pour protéger et augmenter la différenciation et la minéralisation ostéogéniques via la voie des œstrogènes (Luo et al., 2015). L'icariine pourrait également protéger le cycle cellulaire des ostéoblastes et supprimer leur apoptose induite par le stress oxydatif. Il y avait moins de production d'espèces réactives de l'oxygène et de malondialdéhyde, et plus d'activité de superoxyde dismutase avec le traitement de l'icariine (Liu et al., 2012a). Par conséquent, l'icariine pourrait préserver efficacement la différenciation ostéogénique potentielle des cellules dans des conditions hypoxiques, avec l'augmentation des niveaux d'expression des gènes RUNX-2, OSX et BMP-2, ainsi que les fonctions de l'activité ALP et des nodules minéralisés. (Liu et al., 2012a).
L'icariine a non seulement stimulé la différenciation ostéogénique, mais a également supprimé l'ostéoclastogenèse et inhibé l'activité de résorption osseuse in vivo. Il a été trouvé que l'icariine pouvait contrôler efficacement la prolifération et la différenciation des cellules hématopoïétiques qui pouvaient se développer en ostéoclastes à la concentration de 10 mM. Avec l'exposition à l'icariine, les cellules multinucléaires TRAP-positives semblaient être moins nombreuses. Les fosses de résorption osseuse formées ont été inhibées et les expressions liées à l'ostéoclastogenèse des gènes TRAP, RANK et CTR ont été contrôlées par l'icariine (Chen et al., 2007a). Huang a rapporté que l'icariine pouvait supprimer les fonctions de résorption osseuse des ostéoclastes via l'affection sur le calcium libre cytosolique, les anneaux d'actine et la génération de superoxyde (Huang et al., 2007). Les activités positives de TRAcP et les activités de formation d'ostéoclastes et de résorption osseuse stimulées par le LPS ont été diminuées par l'icariine. De manière correspondante, la synthèse de type cyclo-oxygénase -2, la prostaglandine E2, le facteur inductible par l'hypoxie -1 et l'activation de p38 et de JNK ont été inhibées (Hsieh et al., 2011). De plus, l'icariine pourrait inhiber l'augmentation stimulée par les particules de Ti de l'expression de l'ARN des RANKL, CTSK, TRAcP et MMP9 dans les cellules RAW264.7. Les expressions de l'IL-1 et du TNF- étaient augmentées induites par les particules de Ti des cellules RAW264.7 avaient également été inhibées (Cui et al., 2014). Ces expériences indiquent les effets inhibiteurs potentiels de l'icariine sur la prévention des maladies inflammatoires de la perte osseuse.
Des études in vivo avec des rats OVX, leflavonoïdesle traitement d'Epimedium Brevicornum pourrait augmenter le niveau d'ostéocalcine sérique et diminuer le TRAcP par rapport aux rats non traités. Le résultat du micro-CT a indiqué que les paramètres de BMD, BV/TV, Conn.D et d'autres indicateurs similaires dansflavonoïdes-les rats OVX traités étaient évidemment meilleurs. Les paramètres histomorphométriques osseux d'OS/BS, MAR et BFR/BS ont été améliorés. Dans les essais mécaniques, l'OVX induirait la réduction de la force de rupture. Cependant, il a été efficacement inhibé parflavonoïdestraitement. Bien qu'aucune augmentation du poids de l'utérus n'ait été constatée au cours de la progression du traitement (Zhang et al., 2006 ; Peng et al., 2009 ; Liang et al., 2012). Les expériences in vivo avec des souris C57BL/6 ont montré que l'icariine pouvait prévenir la diminution de la DMO et de la résistance osseuse du fémur par carence en œstrogène après une chirurgie d'ovariectomie (Mok et al., 2010). Le rapport d'expression OPG/RANKL dans le tibia a été amélioré (Mok et al., 2010). Dans l'expérience OVX chez le rat, des rats traités par voie orale avec de l'icariine à la concentration de 125 mg/kg de poids corporel ont amélioré l'activité de minéralisation et de formation osseuse, obtenant des paramètres de DMO, biomécaniques et histopathologiques plus élevés. Et la diminution des concentrations de Ca2 plus, P et E2 dans le sérum a été empêchée (Nian et al., 2009). Dans l'étude du modèle d'ostéoporose induite par les glucocorticoïdes (GIOP), l'icariine a significativement atténué les détériorations osseuses, moins de DMO, l'hypocalcémie et l'hypercalciurie du groupe positif aux glucocorticoïdes. Le niveau de formation osseuse d'ALP, de calcium, d'OCN et de facteur de croissance des fibroblastes -23 dans le sérum a été augmenté. Les marqueurs de résorption osseuse des liaisons croisées du collagène carboxyterminal, du télopeptide C-terminal du collagène de type I et du TRAP ont été réduits (Feng et al., 2013 ; Zhang et al., 2015). Les effets antiostéoporotiques de l'icariine agissent peut-être via l'implication des voies de signalisation intégrées ERK, PI3K/Akt/GSK3b/-caténine (Feng et al., 2013 ; Zhang et al., 2015). Liu et al. ont découvert que l'icariine avait des effets bénéfiques pour les rats ostéoporotiques via l'inhibition du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes (PPAR) et l'expression de l'ARNm de Notch2 (Liu et al., 2017a). Et Ma et al. ont découvert que l'icariine semble être un médicament thérapeutique pour gérer la perte osseuse induite par les glucocorticoïdes via l'activation de la suppression médiée par les microARN-186-sur la cathepsine K (Ma et al., 2018). De plus, l'icariine pourrait réduire de manière significative la résorption osseuse induite par les particules en supprimant la formation d'ostéoclastes (Shao et al., 2015). L'administration orale d'icariine a amélioré les capacités de formation osseuse avec une DMO plus élevée dans la zone osseuse régénérée pendant l'ostéogenèse par distraction de la mandibule, indiquant que l'icariine pourrait être un médicament potentiel qui pourrait raccourcir le cours et améliorer l'activité de l'ostéogenèse par distraction (Wei R. et al., 2011).
En clinique, un essai clinique en double aveugle contre placebo a montré que leflavonoïdes(contenant les composés d'icariine, de daidzéine et de génistéine dans Epimedium) possédait la capacité bénéfique d'inhiber la perte osseuse grave chez les femmes ménopausées. La DMO pouvait être maintenue à 12 et 24 mois avec un traitement. Cependant, aucun changement significatif dans l'estradiol sérique ou le tissu utérin n'a été trouvé, ce qui indique la sécurité de l'endomètre pendant l'application (Zhang et al., 2007a).
Par conséquent, étant l'ingrédient principal d'E. brevicornum, l'icariine pourrait agir comme un médicament utile potentiel pour affecter le déséquilibre du métabolisme osseux en augmentant l'ostéogenèse et en inhibant la résorption osseuse. Plus important encore, malgré le faible nombre d'essais cliniques avec des composés de la médecine chinoise et trois types deflavonoïdesdans le groupe traité par Epimedium, il a effectivement indiqué cliniquement les effets antiostéoporotiques d'Epimedium Brevicornum Maxim. De nombreuses études dans cette revue basées sur des modèles animaux ostéoporotiques, des ostéoblastes et des cellules ostéoclastes ont profondément et systématiquement confirmé les effets potentiels et les mécanismes par lesquels l'icariine régule le métabolisme osseux pour traiter l'ostéoporose. De plus, une recherche clinique de haute qualité est nécessaire pour tester les effets antiostéoporotiques du composé unique et pour comparer leurs effets représentatifs.
Pueraria montana (Lour.) Merr
L'herbe chinoise de Pueraria Montana (Lour.) Merr. (PM, "Ge Gen") a été utilisé depuis des années dans l'alimentation quotidienne et la médecine en Chine et dans d'autres pays d'Asie. Étant un agent classique et antioxydant, il avait plus récemment montré des avantages pour le traitement de l'angine de poitrine et de l'hypertension (Yang et al., 2010b; Tan et al., 2017), la santé neurologique (Gao et al., 2009), la glycémie l'homéostasie (Prasain et al., 2012) et le métabolisme osseux (Manonai et al., 2008).
Puerarin est un composé isoflavone actif et célèbre extrait de la médecine chinoise classique P. Montana. Le traitement à la puérarine par administration intragastrique a protégé contre la diminution des niveaux de DMO et de BMC, et la mauvaise structure de l'os trabéculaire du fémur chez les rats ovariectomisés a été améliorée (Wang et al., 2012a). Dans l'étude in vivo avec un modèle ostéoporotique orchidectomisé (ORX), la DMO du fémur a été significativement diminuée. Le traitement par les PM de l'apport alimentaire a effectivement diminué la DMO altérée, et l'analyse de la métaphyse fémorale a indiqué que les PM diminuaient significativement les niveaux de BV/TV et le nombre trabéculaire. Et l'amélioration de la séparation trabéculaire chez les souris ORX a été restaurée (Wang et al., 2005; Yuan et al., 2016). Dans l'expérience avec des singes ménopausés naturels, le traitement de 1000 mg/kg de poids corporel de poudre de Puerarin pendant 16 mois pourrait considérablement atténuer la perte d'os cortical. Et les niveaux de renouvellement osseux de l'ALP sérique et de l'ostéocalcine ont diminué (Kittivanichkul et al., 2016). Puerarin 6''-O-xyloside (PXY), l'une des principales isoflavones du P. Montana, a eu les effets bénéfiques d'améliorer les niveaux de calcium, de phosphore, d'activité ALP et d'OPG qui avaient été diminués après la chirurgie OVX chez les souris ICR sérum. Les tissus osseux destructeurs du fémur de la cavité médullaire élargie et de l'os trabéculaire clairsemé ont été atténués par le traitement PXY. De manière correspondante, PXY a efficacement amélioré la prolifération des ostéoblastes via l'amélioration de l'expression du rapport OPG/RANKL (Li et al., 2016b).
Dans l'étude in vitro, Puerarin pourrait stimuler et améliorer la prolifération et la différenciation des cellules ostéoblastes (Wang et al., 2013a ; Wang et al., 2014). La stimulation de l'ostéoprotégérine et l'inhibition de la production de RANKL et d'interleukine-6 peuvent agir via la voie classique de l'élément de réponse aux œstrogènes (ERE) dans les cellules MG-63 (Wang et al., 2014). Et l'expression de l'ARNm de l'OPG a été augmentée par la puerarine dans les cellules ostéoblastes MC3T3-E1 (Yuan et al., 2016). La puerarine à la dose de 2.5-100 µM augmenterait la croissance des BMSC humaines en fonction de la concentration (Lv et al., 2015). La maturation ostéoblastique serait stimulée avec l'augmentation de l'activité ALP, ainsi que la formation de nodules minéralisés par Puerarin (Wang et al., 2012a ; Lv et al., 2015 ; Zeng et al., 2018). Les voies de signalisation de l'ER classique, de la MAPK et de la Wnt/-caténine ont été impliquées dans les effets de l'ostéogenèse et de la formation osseuse stimulés par le traitement à la puerarine (Wang et al., 2012a). Lv, et al. ont constaté que les expressions des marqueurs d'ostéogenèse de Runx2, d'osterix et d'ostéocalcine étaient améliorées par l'augmentation de la production d'oxyde nitrique et de la teneur en guanosine monophosphate cyclique dans les hBMSC (Lv et al., 2015). Et Zeng et al. ont rapporté que l'expression du potentiel de récepteur transitoire de la mélastatine 3 (TRPM3) et de miR-204 était diminuée et que l'activation de Runx2 était favorisée après le traitement à la puerarine dans les cellules ostéoblastiques MC3T3-E1 (Zeng et al., 2018). De plus, Puerarin s'est opposé à l'apoptose des cellules ostéoblastes humaines induite par le cisplatine ou dans des conditions sans sérum. L'expression de Bcl-xL et Bcl-2 a été régulée à la hausse et Bax a diminué via l'activation de la signalisation MEK/ERK et PI3K/Akt (Liu et al., 2013 ; Wang et al., 2013a).
Les particules pourraient également inhiber la formation d'ostéoclastes in vitro. L'extrait de Pueraria Montana (PME) pourrait inhiber de manière dose-dépendante la différenciation et la formation des ostéoclastes à partir des cellules précurseurs. De manière constante, l'expression des marqueurs de différenciation des ostéoclastes, y compris les gènes c-Fos et NFATc1, était régulée à la baisse (Park et al., 2017). L'activité MAPK induite par RANKL avait également été efficacement inhibée par le traitement PME (Park et al., 2017). Dans l'expérience in vitro avec des cellules RAW 264.7, les PM ont réduit la formation de cellules TRAP-positives induites par la stimulation de RANKL. En conséquence, l'expression de l'ARNm de RANKL a été inhibée (Yuan et al., 2016)
Ces résultats suggèrent fortement que P. Montana pourrait agir à la fois comme promoteurs efficaces de l'ostéogenèse et comme inhibiteur de l'ostéoclastogenèse induite par RANKL, et il semble que les composés d'isoflavones de Puerarin et PXY aient une grande promotion de la capacité d'ostéogenèse dans les études in vivo et in vitro. Même Pueraria Montana pourrait être un agent thérapeutique potentiel pour le traitement des maladies liées à la perte osseuse, alors que les extraits précis de PM pour inhiber l'ostéoclastogenèse n'étaient pas encore bien connus et étudiés. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour caractériser les composés bioactifs de CM qui contiennent des avantages anti-cataboliques ou anabolisants pour le traitement de l'ostéoporose, et leurs mécanismes moléculaires fournissant les effets anti-ostéoporotiques.
Salvia miltiorrhiza Bunge
Salvia miltiorrhiza Bunge (SMB, "Dan Shen") a été largement et classiquement utilisée dans la pratique clinique et les essais pour le traitement et la prévention des maladies vasculaires du foie et du cœur, ainsi que couramment utilisée pour traiter les plaies traumatiques et les fractures et corriger le sang. stase dans le TCM pour ses propriétés antioxydantes (Chen et al., 2017b ; Zhang et al., 2017a ; Chen et al., 2019b). L'application du Salvianolate, acide salvianolique B sur le traitement de l'ostéoporose a été profondément étudiée (Guo et al., 2014).
Le salvianolate pourrait contrôler le métabolisme des os chez les souris sujettes au lupus traitées aux glucocorticoïdes. Les souris atteintes de lupus présentent généralement une perte et une détérioration osseuses marquées en raison d'un déséquilibre de la formation et de la résorption osseuses. Un traitement aux glucocorticoïdes limiterait profondément leur formation osseuse. Après le traitement, le Salvianolate a augmenté les qualités trabéculaires de BV/TV, Conn.D et Tb. Th, et a diminué le nombre de SMI chez les souris lupus non traitées et traitées par GC. Les paramètres mécaniques de la charge osseuse ultime, de la charge d'élasticité et de la rigidité chez les souris lupus traitées ont été considérablement améliorés (Liu et al., 2016). En conséquence, le marqueur de résorption osseuse du TRAcP sérique était régulé à la baisse et le taux d'OPG était augmenté. L'expression de RANKL, IL-6, ROS et PPAR a été inhibée, tandis que l'expression de Runx2 a été augmentée chez les souris. Ces résultats ont indiqué que le traitement au salvianolate affectait de manière significative le métabolisme osseux pour inhiber la perte osseuse chez les souris atteintes de lupus (Liu et al., 2016). Le composé d'acide salvianolique B pourrait prévenir la diminution de la DMO induite par les glucocorticoïdes, la résistance osseuse et l'architecture sérieuse, et pourrait effectivement améliorer le taux de formation osseuse et la microcirculation locale avec plus de dilatation capillaire (Cui et al., 2012).
Il existe de nombreux composés dans S. miltiorrhiza ayant des capacités de pro-ostéogenèse, notamment une solution aqueuse, l'acide salvianique A, l'acide salvianolique B, le tanshinol et la tanshinone IIA. La solution aqueuse de Salvia miltiorrhiza a amélioré le remodelage osseux en améliorant l'expression des gènes ALP, OCN et OPG (Chin et al., 2011). L'acide salvianolique A a protégé le métabolisme osseux d'une altération grave par la stimulation de l'ostéogenèse et la dépression de l'adipogenèse induite par la prednisone (Cui et al., 2009). Il a été rapporté que l'acide salvianolique B avait le potentiel de stimuler l'activité ALP des cellules ostéoblastiques (Liu et al., 2007). Il pourrait également protéger la différenciation des BMSC et augmenter les activités des ostéoblastes via l'augmentation de l'expression de l'ARNm de Runx2 même avec l'exposition aux glucocorticoïdes. La différenciation adipogénique associée aux glucocorticoïdes a été diminuée par la régulation de l'expression de l'ARNm de PPAR (Cui et al., 2012). Dans l'étude Vivo avec un modèle de fracture du tibia chez le rat, l'acide salvianolique B pourrait accélérer la guérison de la fracture à un stade précoce car la croissance des callosités dans l'os fracturé était significativement plus élevée dans le groupe traité à l'acide salvianolique B. Et le niveau d'ALP sérique des rats fracturés a été amélioré aux semaines 1 et 3 après la fracture. Ces résultats indiquent que l'acide salvianolique B est un candidat potentiel pour traiter les fractures osseuses et l'ostéoporose en favorisant les effets sur la formation osseuse (He et Shen, 2014). Dans une autre expérience avec le poisson zèbre in vivo, l'exposition à la dexaméthasone a entraîné une série d'altérations graves de la formation osseuse, de la masse osseuse et des gènes spécifiques aux ostéoblastes. Alors que le tanshinol a favorisé de manière protectrice la formation osseuse et la masse osseuse via l'inhibition du stress oxydatif, et l'expression des gènes spécifiques aux ostéoblastes de Runx2, l'ostéocalcine, l'ALP et l'osterix ont été stimulés (Luo et al., 2016). De plus, la Tanshinone IIA a bloqué l'apoptose des ostéoblastes induite par les glucocorticoïdes via l'inhibition des activités des espèces réactives de l'oxygène surexprimées dérivées de Nox 4- (Li et al., 2015a). Et Tanshinone IIA a amélioré la différenciation des cellules C2C12 en ostéoblastes en activant les voies de signalisation de p38, BMP2/Smad et Runx2 (Kim et Kim, 2010). Il pourrait également améliorer la différenciation ostéogénique des cellules souches du ligament parodontal humain en améliorant l'activation de ERK et de Runx2 (Liu et al., 2019).
Dans l'étude in vivo, après un traitement SMB à la concentration de 5 g/kg pendant 14 semaines, les taux déséquilibrés d'ALP, OPG, TRAcP et RANKL sériques des rats OVX ont été atténués. La diminution de la DMO et de la résistance osseuse a été inhibée et les microstructures osseuses altérées ont été améliorées. De plus, la diminution de l'expression de p‐LRP6, IGF‐1, ALP et OPG a été renforcée. Alors que l'expression accrue de RANKL et CTSK dans les tibias et les fémurs des rats OVX a été efficacement inhibée par le traitement SMB (Liu et al., 2018). La tanshinone VI, extraite de la racine de S. miltiorrhiza, pourrait fortement inhiber la différenciation des ostéoclastes et la résorption osseuse en perturbant la formation de l'anneau d'actine. La tanshinone VI semble empêcher la différenciation des ostéoclastes par la régulation à la baisse de l'expression de RANKL (Nicolen et al., 2010). Kwak et al. ont rapporté que la Tanshinone IIA inhibait la différenciation des ostéoclastes des précurseurs via la régulation à la baisse des niveaux élevés de c-Fos et de NFATc1 induits par RANKL (Kwak et al., 2006). De plus, dans l'expérience de dépistage de médicaments naturels, peut-être que la tanshinone 1, la cryptotanshinone et les 15, 16- dihydrotanshinone I diterpénoïdes et d'autres composés inconnus ont eu un effet synergique avec la tanshinone, possédant les effets anti-ostéoclastogenèse en réduisant la formation et la fonction de TRAP -ostéoclastes multinucléaires positifs (Lee et al., 2005 ; Kim et al., 2008).
Ces études mettent en évidence les effets antiostéoporotiques de S. miltiorrhiza in vivo et in vitro. La plupart des composés de S. miltiorrhiza, y compris le salvianolate, l'acide salvianique A, l'acide salvianolique B, le tanshinol et la tanshinone IIA, etc., ont des effets antiostéoporose potentiels en favorisant la formation osseuse via une expression accrue des gènes et des protéines liés à l'ostéogenèse, et en diminution de l'ostéoclastogenèse de résorption osseuse par l'inhibition de l'activité des espèces réactives de l'oxygène. Composés dans la recherche de Kim et al. ont également des effets anti ostéoclastogéniques qui ne sont pas étudiés plus avant. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour fournir des preuves de l'herbe et de ses composés puissants pour cibler l'ostéoporose dans les essais cliniques, y compris leur mode d'application et leurs mécanismes d'action.
DISCUSSION
En résumé, avec le vieillissement croissant de la population mondiale, la fracture ostéoporotique est devenue un problème sanitaire et social majeur. Les effets secondaires causés par l'hormonothérapie et les agents antiostéoporotiques à base d'alendronate ont incité les chercheurs à étudier des composés thérapeutiques naturels, qui peuvent être efficaces et sûrs pour le traitement de l'ostéoporose, et avec moins d'effets secondaires indésirables.
La physiopathologie de l'ostéoporose est compliquée en termes d'apparition, de développement et de progression, y compris des mécanismes beaucoup plus nombreux de cible mécaniste/mammifère de la rapamycine (mTOR), d'autophagie et d'encoche impliqués (Shen et al., 2016 ; Zanotti et al., 2018 ; Hiraiwa et al., 2019), à l'exception des voies de signalisation RANKL, MAPK, Wnt et Smad décrites ci-dessus. La médecine chinoise naturelle peut contenir des composés qui sont efficaces pour le traitement de l'ostéoporose et cette revue documente les preuves actuelles quant à leurs effets biopharmacologiques potentiels et leurs mécanismes d'action possibles. Un résumé des effets anti-ostéoporose in vivo et in vitro des herbes naturelles examinées par cet article est présenté dans le tableau 1 et le tableau 2, respectivement. La médecine chinoise naturelle semble favoriser l'activité de formation osseuse, y compris l'ostéogenèse des CSM et des ostéoblastes. Certains médicaments pourraient les protéger des dommages oxydatifs dus à l'activité des ROS. De plus, l'activité de résorption osseuse des ostéoclastes peut être significativement inhibée par certains composés à base de plantes, atténuant ainsi potentiellement le déséquilibre entre la formation osseuse par les ostéoblastes et la résorption osseuse par les ostéoclastes. La figure 3 résume les voies de signalisation qui semblent médier les effets antiostéoporotiques de la médecine naturelle examinée par cet article.
Les médicaments naturels chinois de cette revue sont des médicaments classiques et spécifiques aux os. Comme nous le savons, les expériences cliniques sont très importantes pour la médecine chinoise. Les médecines chinoises ont été classées en différentes catégories avec des fonctions spéciales selon les riches pratiques et expériences de la clinique et les théories de la médecine chinoise. Certains d'entre eux étaient les médicaments classiques et spécifiques aux os pour traiter les fractures du squelette et les maladies de perte osseuse pour leur amélioration bénéfique de la formation osseuse. La plupart d'entre eux ont pour effets et fonctions de tonifier le « Yang » dans la médecine traditionnelle chinoise, ce qui a pour effet d'améliorer le développement osseux et le métabolisme. Les médicaments « yang-tonifiants » sont les médicaments naturels les plus populaires et les plus classiques pour traiter l'ostéoporose en médecine chinoise (Ju et al., 2014 ; Li et al., 2015b). De plus, tous sont profondément étudiés possédant à la fois des effets anabolisants et anticataboliques. Ils ont des effets potentiels sur la formation osseuse en améliorant la prolifération et la différenciation des ostéoblastes et des BMSC, en améliorant l'activité de l'ALP et la formation de la minéralisation. Certains d'entre eux pourraient protéger les ostéoblastes et les BMSC de l'apoptose induite par le stress oxydatif (Liu et al., 2013). Alors que la fonction d'ostéoclastogenèse et de résorption osseuse des ostéoclastes était inhibée par le traitement de ces médicaments (Wang et al., 2014). Fait intéressant, ils ont des effets phytoestrogéniques ou phytoandrogènes qui pourraient agir comme des alternatives naturelles et potentielles au traitement hormonal substitutif ou aux thérapies à l'alendronate pour inhiber de manière significative la perte osseuse et améliorer le développement du squelette des patients ostéoporotiques. Il a été rapporté que la testostérone jouait un rôle fondamental et clinique vital dans l'homéostasie du tissu squelettique (Ebeling, 2010). Une étude in vivo a indiqué que la déficience en androgènes conduirait de manière significative à une augmentation de l'ostéopénie chez les rats mâles âgés (Erben et al., 2000). Cliniquement, un dysfonctionnement testiculaire induit par un déficit en androgènes peut provoquer une ostéoporose chez les hommes âgés avec une augmentation de la résorption osseuse (Foresta et al., 1984). De nombreuses études ont indiqué que ces médicaments spécifiques aux os contiennent des phytoestrogènes (Edouard et al., 2014), qui pourraient constituer une alternative naturelle et potentielle à la thérapie de remplacement de la testostérone (TRT). Ils pourraient effectivement restaurer le niveau de testostérone sérique et ainsi améliorer significativement la santé osseuse et la condition physique des patients (George et Henkel, 2014). Certaines études ont montré que les composés de ces médicaments classiques peuvent également posséder des effets phytoestrogéniques (Jiao et al., 2009 ; Ma et al., 2011 ; Zhang et al., 2016b), ayant une structure similaire de conformation des œstrogènes et des capacités à se lier avec récepteurs aux oestrogènes. Par conséquent, ils peuvent réguler le remodelage osseux via la voie des récepteurs aux œstrogènes (Wiseman, 2000). Plus important encore, l'application de ces médicaments présentant des effets phytoestrogènes et phytoestrogènes ne semble pas provoquer d'effets secondaires évidents ou nocifs, notamment les maladies cardiovasculaires, le cancer de la prostate et le cancer du sein, qui pourraient être induits par l'utilisation à long terme et à forte dose de testostérone. ou une thérapie de remplacement des œstrogènes (Wiseman, 2000).
Cependant, le développement de l'ostéoporose est très complexe chez les femmes ménopausées, les hommes âgés, les patients en surconsommation de glucocorticoïdes et d'autres patients atteints de maladies métaboliques. Les mécanismes d'action des médicaments naturels chinois efficaces pour le traitement de l'ostéoporose n'ont pas encore été bien étudiés, indiquant ainsi la nécessité d'études supplémentaires (Ju et al., 2014). En outre, des dosages importants ou une utilisation à long terme justifient la prudence et certaines méthodologies doivent être respectées. Des recherches supplémentaires pour isoler et caractériser les composés antiostéoporotiques bioactifs des médicaments classiques et spécifiques aux os sont nécessaires pour profiler de manière approfondie les composés à usage pharmacologique, en particulier leur innocuité, leur efficacité et leurs interactions chimiques potentielles avec d'autres médicaments. Des études visant à déterminer les mécanismes cellulaires et moléculaires spéciaux et ciblés des composés de la médecine naturelle chinoise sont nécessaires pour développer leur application potentielle pour le traitement de l'ostéoporose, comme alternative efficace et sûre aux stratégies thérapeutiques primaires, ou en combinaison avec les traitements pharmacologiques primaires actuels. De plus, peu d'études cliniques de haute qualité ont documenté les effets anti-ostéoporose de composés de structure bien connus, par exemple, le phytoestrogène dérivé d'Epimediumflavonoïdesont été utilisés pour traiter et inhiber l'ostéoporose et la perte osseuse des femmes ménopausées dans un essai clinique (Zhang et al., 2007a). Il existe encore certaines limites et lacunes de ces découvertes cliniques sur les médicaments, qui sont étudiées avec des médicaments combinés dans des formules traditionnelles, en raison du potentiel d'interactions inconnues entre les différents médicaments et les composés non spécifiques de ce médicament (Wei H. et al., 2011 ; Wei R. et al., 2011 ; Shi et al., 2012). Par conséquent, davantage d'études cliniques de haute qualité avec des médicaments naturels chinois possédant des effets anabolisants et anticataboliques sont nécessaires à l'avenir.
CONCLUSION
Des découvertes récentes in vivo et in vitro suggèrent que la médecine naturelle chinoise pourrait apporter des avantages thérapeutiques potentiels pour le traitement de l'ostéoporose. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour garantir l'innocuité, l'efficacité et la spécificité des composés des médicaments chinois afin de développer leur potentiel thérapeutique. Des recherches cliniques de plus grande qualité sur ces médicaments naturels sont nécessaires pour fournir des preuves plus solides pour le candidat à une application antiostéoporotique bénéfique et plus sûre.
LES CONTRIBUTIONS DE L'AUTEUR
JH, XL et ZW ont contribué à parts égales à ce travail. JH et XL ont conçu l'idée et rédigé le manuscrit. ZW, SB et KC ont aidé à modifier le langage et la révision. ZX a collecté la littérature. JX, DL et SW ont aidé à superviser la recherche et contribué à la version finale de l'article. Nous avons remercié JZ, SC, YH et JC pour l'aide apportée à cet examen. Tous les auteurs ont examiné et approuvé le manuscrit final.
FINANCEMENT
Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 81673992), la Fondation nationale des sciences naturelles du Fonds chinois pour la jeunesse (n° 81904091) et les fonds de recherche fondamentale pour les universités centrales (n° 21619307).
