Resumen del estudio (inglés)
BACKGROUND: Sepsis-related cardiomyopathy is mainly induced by uncontrolled inflammation and mitochondrial oxidative damage triggered by endotoxins, especially those of Gram-negative bacteria. Lipopolysaccharide (LPS), an endotoxin, activates the Toll-like receptor 4/nuclear factor kappa B (TLR4/NF-κB) signaling pathway and the NOD-like receptor family pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasome, which further activates caspase-1 to process the pro-inflammatory cytokines interleukin-1β (IL-1β) and interleukin-18 (IL-18). Chronic activation of this signaling pathway is responsible for mitochondrial damage and loss of membrane potential. Baicalein, a flavonoid derived from the herbal plant Scutellaria baicalensis is well recognized for its anti-inflammatory and antioxidant properties, although its full modulation of the NF-κB/NLRP3 mitochondrial signaling pathway is not thoroughly understood. OBJECTIVES: In this study, we assessed whether baicalein has a protective effect on H9c2 cardiomyoblasts against inflammatory and mitochondrial injury induced by LPS through regulation of inflammatory pathways involving NF-κB, the inflammasome, caspase-1 activity, cytokine expression, and oxidation. METHODS: H9c2 cells were pre-exposed to different baicalein concentrations (5 - 20 µM) and, after 1 hour, exposed to 1 µg/mL of LPS. Analysis included cell viability measurements by MTT assay, lactate dehydrogenase (LDH) release, and microscopic evaluation by phase-contrast microscopy. Expression levels of premature Nlrp3, Il1B, Il18, and Casp1 (0 - 4 h) were analyzed by real-time polymerase chain reaction (PCR). Protein levels of inflammasome and NF-κB pathway proteins were evaluated by immunoblot analysis. Activity of caspase-1 and cytokine secretion of IL-1β and IL-18 were evaluated by colorimetry and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), respectively. Mitochondrial membrane potential (ΔΨm) was evaluated by staining with JC1 dye, and reactive oxygen species (ROS) levels were evaluated by fluorescence with DCFH2DA; N-acetylcysteine (NAC) was used as an antioxidant positive control. RESULTS: LPS strongly elevated the transcription of Nlrp3 and Il1b at 2 hours, in addition to enhancing protein expression of NLRP3, activity of caspase-1, and secretion of IL-1β and IL-18. Underlying these pro-inflammatory responses were mitochondrial depolarization, augmented ROS production, diminished cell survival, and cytotoxicity. Prior administration of baicalein mitigated NF-κB activation, diminished priming of the inflammasome response at both transcriptional and protein levels, and decreased caspase-1 activity and secretion of the cytokines. Moreover, baicalein maintained mitochondrial membrane potential and diminished ROS within the cells, comparable to NAC, and improved cellular viability and morphology. CONCLUSIONS: Baicalein confers substantial protection against LPS-induced inflammatory and oxidative damage in H9c2 cardiomyoblasts by concurrently suppressing NF-κB activation, mitigating NLRP3 inflammasome signaling, curbing caspase-1-driven cytokine maturation, and stabilizing mitochondrial function through reduction of ROS. These findings identify baicalein as a promising candidate for targeting the ROS-inflammasome axis in sepsis-associated cardiac dysfunction and related inflammatory cardiac disorders. Copyright © 2026, Lu et al. DOI: 10.5812/ijpr-169689 PMCID: PMC13187689
Traducción al español (IA · NME)
ANTECEDENTES: La miocardiopatía relacionada con la sepsis es inducida principalmente por inflamación descontrolada y daño oxidativo mitocondrial desencadenado por endotoxinas, especialmente las de bacterias Gram-negativas. El lipopolisacárido (LPS), una endotoxina, activa la vía de señalización del receptor tipo Toll 4/factor nuclear kappa B (TLR4/NF-κB) y el inflamasoma que contiene el dominio de pirina de la familia de receptores tipo NOD 3 (NLRP3), lo que a su vez activa la caspasa-1 para procesar las citocinas proinflamatorias interleucina-1β (IL-1β) e interleucina-18 (IL-18). La activación crónica de esta vía de señalización es responsable del daño mitocondrial y la pérdida de potencial de membrana. La baicaleína, un flavonoide derivado de la planta herbácea Scutellaria baicalensis, es bien reconocida por sus propiedades antiinflamatorias y antioxidantes, aunque su modulación completa de la vía de señalización mitocondrial NF-κB/NLRP3 no se comprende completamente. OBJETIVOS: En este estudio, evaluamos si la baicaleína tiene un efecto protector sobre los cardiomioblastos H9c2 contra el daño inflamatorio y mitocondrial inducido por LPS a través de la regulación de vías inflamatorias que involucran NF-κB, el inflamasoma, la actividad de la caspasa-1, la expresión de citocinas y la oxidación. MÉTODOS: Las células H9c2 fueron pre-expuestas a diferentes concentraciones de baicaleína (5 - 20 µM) y, después de 1 hora, expuestas a 1 µg/mL de LPS. El análisis incluyó mediciones de viabilidad celular mediante ensayo MTT, liberación de lactato deshidrogenasa (LDH) y evaluación microscópica por microscopía de contraste de fases. Los niveles de expresión de Nlrp3, Il1B, Il18 y Casp1 prematuros (0 - 4 h) fueron analizados mediante reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (PCR). Los niveles de proteínas del inflamasoma y de la vía NF-κB fueron evaluados mediante análisis de inmunoblot. La actividad de la caspasa-1 y la secreción de citocinas IL-1β e IL-18 fueron evaluadas por colorimetría y ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA), respectivamente. El potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) fue evaluado mediante tinción con el colorante JC1, y los niveles de especies reactivas de oxígeno (ROS) fueron evaluados por fluorescencia con DCFH2DA; la N-acetilcisteína (NAC) se utilizó como control positivo antioxidante. RESULTADOS: El LPS elevó fuertemente la transcripción de Nlrp3 e Il1b a las 2 horas, además de aumentar la expresión de proteínas de NLRP3, la actividad de la caspasa-1 y la secreción de IL-1β e IL-18. Subyacentes a estas respuestas proinflamatorias estaban la despolarización mitocondrial, la producción aumentada de ROS, la disminución de la supervivencia celular y la citotoxicidad. La administración previa de baicaleína mitigó la activación de NF-κB, disminuyó la preparación de la respuesta del inflamasoma tanto a nivel de transcripción como de proteínas, y redujo la actividad de la caspasa-1 y la secreción de las citocinas. Además, la baicaleína mantuvo el potencial de membrana mitocondrial y disminuyó los ROS dentro de las células, comparable a la NAC, y mejoró la viabilidad y morfología celular. CONCLUSIONES: La baicaleína confiere una protección sustancial contra el daño inflamatorio y oxidativo inducido por LPS en cardiomioblastos H9c2 al suprimir simultáneamente la activación de NF-κB, mitigar la señalización del inflamasoma NLRP3, frenar la maduración de citocinas impulsada por la caspasa-1 y estabilizar la función mitocondrial mediante la reducción de ROS. Estos hallazgos identifican a la baicaleína como un candidato prometedor para dirigirse al eje ROS-inflamasoma en la disfunción cardíaca asociada a la sepsis y trastornos cardíacos inflamatorios relacionados. Copyright © 2026, Lu et al. DOI: 10.5812/ijpr-169689 PMCID: PMC13187689
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Detalles bibliográficos
- Autores: Lu Y, Zahid Piracha Z, Saeed U, Luo F
- Publicado en: Iranian journal of pharmaceutical research : IJPR
- PMID: 42170639
- DOI: 10.5812/ijpr-169689
