Potential low toxic alternative for Na-Cl cotransporter inhibition: A diuretic effect and mechanism study of Pyrrosia petiolosa

Hydrochlorothiazide, a diuretic commonly used for the treatment of hypertension, is often associated with serious metabolic side effects. Pyrrosia petiolosa (Christ) Ching is a traditional Chinese medicine that possesses diuretic properties, without any obvious side effects. To evaluate the diuretic effect of P. petiolosa (Christ) Ching and to elucidate its underlying mechanism of action. Extracts obtained from different polar components of P. petiolosa (Christ) Ching were analyzed for toxicity in a Kunming mouse model. The diuretic effects of the extracts were compared to that of hydrochlorothiazide in rats. In addition, compound isolation procedures, cell assays of Na-Cl cotransporter inhibition and rat diuretic test of monomeric compounds were conducted to identify the active ingredients in the extract. Subsequently, homology modeling and molecular docking were performed to explain the reason behind the diuretic activity observed. Finally, LC-MS analysis was used to elucidate the underlying mechanism of action of P. petiolosa (Christ) Ching. No toxicity was observed in mice administered P. petiolosa (Christ) Ching extracts. The ethyl acetate fraction showed the most significant diuretic effect. Similar results were obtained during the analysis for Na+ content in rat urine. Further separation of P. petiolosa (Christ) Ching components led to the isolation of methyl chlorogenate, 2′,3′-dihydroxy propyl pentadecanoate, and β-carotene. Results from cell assays showed that the Na-Cl cotransporter inhibitory activity of methyl chlorogenate was greater than that of hydrochlorothiazide. This result was again confirmed by the diuresis tests of monomeric compounds in rats. The molecular simulations explain the stronger interactions between the methyl chlorogenate and Na-Cl cotransporter. Of the compounds determined using LC-MS analysis, 185 were identified to be mostly organic acids. P. petiolosa possesses significant diuretic activities without any obvious toxicity, with least two possible mechanisms of action. Further study on this herb is warranted. L’hydrochlorothiazide, un diurétique couramment utilisé pour le traitement de l’hypertension, est souvent associé à de graves effets secondaires métaboliques. Pyrrosia petiolosa (Christ) Ching est une médecine traditionnelle chinoise qui possède des propriétés diurétiques, sans effets secondaires évidents. Évaluer l’effet diurétique du Yi P. petiolosa (Christ) et élucider son mécanisme d’action sous-jacent. Des extraits obtenus à partir de différents composants polaires de P. petiolosa (Christ) Ching ont été analysés pour leur toxicité dans un modèle murin de Kunming. Les effets diurétiques des extraits ont été comparés à ceux de l’hydrochlorothiazide chez le rat. En outre, des procédures d’isolement de composés, des tests cellulaires d’inhibition du cotransporteur Na-Cl et des tests diurétiques de rats de composés monomères ont été effectués pour identifier les ingrédients actifs de l’extrait. Par la suite, une modélisation d’homologie et un amarrage moléculaire ont été effectués pour expliquer la raison de l’activité diurétique observée. Enfin, l’analyse LC-MS a été utilisée pour élucider le mécanisme d’action sous-jacent de P. petiolosa (Christ) Ching. Aucune toxicité n’a été observée chez les souris ayant reçu des extraits de P. petiolosa (Christ) Ching. La fraction d’acétate d’éthyle a montré l’effet diurétique le plus significatif. Des résultats similaires ont été obtenus lors de l’analyse de la teneur en Na+ dans l’urine de rat. Une séparation plus poussée des composants de P. petiolosa (Christ) Ching a conduit à l’isolement du chlorogénate de méthyle, du pentadécanoate de 2′,3′-dihydroxypropylpropyle et du β-carotène. Les résultats des essais cellulaires ont montré que l’activité inhibitrice du cotransporteur Na-Cl du chlorogénate de méthyle était supérieure à celle de l’hydrochlorothiazide. Ce résultat a de nouveau été confirmé par les tests de diurèse de composés monomères chez le rat. Les simulations moléculaires expliquent les interactions plus fortes entre le chlorogénate de méthyle et le cotransporteur Na-Cl. Parmi les composés déterminés à l’aide de l’analyse LC-MS, 185 ont été identifiés comme étant principalement des acides organiques. P. petiolosa possède des activités diurétiques importantes sans toxicité évidente, avec au moins deux mécanismes d’action possibles. Une étude plus approfondie sur cette plante est justifiée.