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May 20, 2023

Decodifica dei materiali erboristici dei preparati MTC con il multi

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 5988 (2022) Cita questo articolo 2523 Accessi 7 Citazioni 2 Dettagli metriche alternative Con il rapido sviluppo della tecnologia di sequenziamento ad alto rendimento,

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 5988 (2022) Citare questo articolo

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Con il rapido sviluppo della tecnologia di sequenziamento ad alto rendimento, sono migliorati anche gli approcci per la valutazione degli ingredienti biologici nelle preparazioni della medicina tradizionale cinese (MTC). Utilizzando un approccio di sequenziamento multi-codice a barre, in teoria tutti gli ingredienti biologici potrebbero essere identificati dai preparati di MTC, purché sia ​​presente il loro DNA. Gli ingredienti biologici di diversi preparati classici della MTC sono stati analizzati con successo sulla base di questo approccio in studi precedenti. Tuttavia, l’universalità, la sensibilità e l’affidabilità di questo approccio su una serie diversificata di preparati MTC rimangono poco chiare. In questo studio, abbiamo selezionato quattro preparazioni TCM rappresentative, vale a dire Bazhen Yimu Wan, Da Huoluo Wan, Niuhuang Jiangya Wan e You Gui Wan, per una valutazione concreta dell'approccio di sequenziamento multi-codice a barre. Sulla base dei biomarcatori ITS2 e trnL, abbiamo rilevato con successo i materiali erboristici prescritti (PHM) in questi preparati rappresentativi della MTC (sensibilità minima: 77,8%, sensibilità massima: 100%). I risultati basati su ITS2 hanno anche mostrato una maggiore affidabilità rispetto a trnL a livello di specie, mentre la loro combinazione potrebbe fornire sensibilità e affidabilità più elevate. L'approccio di sequenziamento multi-codice a barre ha mostrato una buona universalità, sensibilità e affidabilità nella decodifica di questi quattro preparati rappresentativi della MTC. Nell’era dei big data degli omics, questo lavoro ha senza dubbio fatto un passo avanti per l’applicazione dell’approccio di sequenziamento multi-codice a barre nell’analisi PHM della preparazione della MTC, verso una migliore digitalizzazione e modernizzazione del controllo di qualità dei farmaci.

Il preparato della Medicina Tradizionale Cinese (MTC) è utilizzato nelle cliniche cinesi da almeno 3000 anni1,2. È stato utilizzato per prevenire e curare varie malattie in Cina ed è diventato più popolare in tutto il mondo negli ultimi decenni. La preparazione della MTC è composta da numerose piante, materiali di origine animale e/o minerali. Secondo le linee guida della teoria della medicina cinese e della Farmacopea cinese (ChP)3, diversi materiali medicinali venivano frantumati in polvere o bolliti, quindi mescolati e modellati in pillole insieme a miele o acqua per ottenere un preparato MTC (chiamato anche farmaco brevettato). Sebbene i preparati della MTC siano stati ampiamente utilizzati negli ultimi anni, rimangono molti problemi da risolvere, come il controllo di qualità (QC), in cui particolare attenzione dovrebbe essere focalizzata sui materiali e sul processo di produzione per garantirne la sicurezza e l’efficacia. La valutazione della qualità della MTC comprende principalmente l'analisi qualitativa e quantitativa degli ingredienti chimici e biologici4. Gli attuali metodi per il controllo qualità delle preparazioni TCM sono stati valutati principalmente sulla base della profilazione chimica4 (ad esempio cromatografia su strato sottile (TLC)5, cromatografia liquida ad alte prestazioni ultravioletta (HPLC-UV)6, cromatografia liquida ad alte prestazioni-spettrometria di massa (HPLC-MS) )7). Rispetto ai materiali erboristici di riferimento o ai composti mirati, i metodi TLC e HPLC possono recuperare informazioni sulle specie ma non sono sufficientemente precisi, soprattutto per identificare le specie ibride di genetica, che potrebbero verificarsi con un'identificazione errata e introdurre inquinamento biologico e adulterazione nei materiali erboristici. processo di raccolta e produzione. Tuttavia, l'utilizzo del DNA, un frammento che esiste stabilmente in tutti i tessuti8, potrebbe identificare accuratamente i materiali vegetali a livello di specie, fornendo un livello più elevato di sensibilità e affidabilità, e quindi integrare lo svantaggio dell'analisi chimica9,10.

Il concetto di analisi biologica degli ingredienti basata sui codici a barre del DNA è stato proposto da Hebert11. Chen et al. hanno applicato per primi diversi codici a barre del DNA candidati per identificare le piante medicinali e le specie strettamente correlate12. Coghlan et al., per la prima volta, hanno utilizzato codici a barre del DNA per determinare se i preparati di MTC contengono derivati ​​di specie di piante e animali a rischio di estinzione e soggette a restrizioni commerciali2. Nel 2014, Cheng et al. hanno riportato per primi l'analisi degli ingredienti biologici per Liuwei Dihuang Wan (LDW) utilizzando il metodo metagenomico basato sui biomarcatori ITS2 e trnL13. Successivamente sono apparsi i rapporti sulle erbe dei preparati della MTC basati su biomarcatori del DNA, come Yimu Wan (YMW)14, Longdan Xiegan Wan (LXW)15 e Jiuwei Qianghuo Wan (JQW)16. È interessante notare che studi recenti hanno riportato diversi preparati MTC che potrebbero essere efficaci nella prevenzione e nel trattamento del COVID-17,18, come la capsula Lianhua Qingwen19, i granuli Jinhua Qinggan19, il composto a base di erbe Yiqi Qingjie20, ecc. Aiutato dalla tecnologia del codice a barre del DNA, è stato riferito che la capsula di Lianhua Qingwen potrebbe essere efficace nel prevenire o trattare il COVID-19, il che potrebbe essere dovuto ai suoi ingredienti biologici, come Glycyrrhizae Radix Et Rhizoma e Rhei Radix Et Rhizome3. Lo stesso principio si applica ai granuli Jinhua Qinggan e ai composti erboristici Yiqi Qingjie. Questi risultati hanno sottolineato ancora una volta l’importanza dell’analisi degli ingredienti biologici delle preparazioni di MTC utilizzando l’approccio del codice a barre del DNA.