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En el estudio de una de las enfermedades que más personas afecta en el mundo se está comenzando a utilizar una herramienta muy valiosa para entenderla, prevenirla y tratarla: la simulación computacional. Químicos expertos en el tema encontraron que el mamey rojo, fruta autóctona del Pacífico colombiano, contiene 8 compuestos que tendrían actividad antiagregante, es decir que impedirían la acumulación de ciertos péptidos responsables de generar el daño neuronal en la enfermedad.

Así lo demostró computacionalmente el investigador Adrián Leonardo Orjuela Rocha, doctor en Química de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien estudió las propiedades químicas del mamey rojo y la cúrcuma para determinar si en los carotenos (pigmentos que le dan el color a estos alimentos) o en los polifenoles (sustancias presentes tanto en plantas como en frutas que protegen las células y el organismo) existe una posibilidad para el tratamiento del Alzheimer.

Esta enfermedad afecta especialmente a las personas de la tercera edad, pues se cree que con el tiempo se va deteriorando el sistema inmune –encargado tanto de regular el balance cerebral y neuronal como de eliminar sustancias que se acumulan alrededor de las células–, pues las enzimas controladoras de todas estas reacciones ya no tienen la misma capacidad para detener el daño, a lo cual se suman los problemas asociados con los hábitos alimenticios y el historial genético.
Durante el proceso de la enfermedad, en el cerebro se forman placas que impiden la comunicación entre las neuronas por la acumulación del péptido beta-amiloide, derivado de la proteína precursora de amiloide (APP). Normalmente la enzima ?-secretasa corta a la APP, por lo que lo que se acumula se puede eliminar fácilmente, pero en el Alzheimer se corta de manera anómala y terminan formándose placas.

El investigador Orjuela, quien trabaja hace varios años con el profesor Jorge Alí Torres, del Departamento de Química de la UNAL, y el grupo de Química Cuántica y Computacional, utilizó softwares avanzados en esta área para estudiar la interacción de los compuestos del mamey rojo y la cúrcuma con el péptido beta-amiloide. En programas como Vina o Autodock Toolsse se puede observar con gran detalle –como con lupa– cómo están interactuando tanto los carotenoides como los polifenoles.

Estos métodos son menos costosos que ensayar con cada compuesto en laboratorio, es decir, ver si un polifenol actúa para evitar la generación de placas en el cerebro. En este caso se estudiaron más de 31 moléculas, lo que en “tiempo normal” tomaría hasta un año, pero computacionalmente toma apenas unos minutos. Además, para estudiar cada uno se tendrían que usar al menos 7 kilos de mamey rojo, así que es un avance para reducir las dificultades de investigadores y expertos.

Carotenoides promisorios

Después de realizar las simulaciones y utilizar algoritmos diseñados para buscar la interacción de los compuestos frente a la agregación de placas, se encontró que 8 carotenoides resultarían muy promisorios para elaborar fármacos que ayuden a tratar la enfermedad.

Esto se determinó comparando la actividad con 3 compuestos ya estudiados, como patrones de referencia; en este sentido es importante señalar que la mayoría de los ensayos se han realizado gracias a los hallazgos del Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología de Panamá.

“Tres de estas moléculas derivadas de la sapotexantina y la criptocapsina tienen una de las mejores actividades antiagregantes, y haber encontrado esta acción permite pasar a la fase de ensayos de laboratorio y ver cuáles son sus rendimientos y porcentajes de defensa en la enfermedad”, indica el experto Orjuela.

Pero no es todo, el investigador quiso ir más allá y centrarse en un metal de transición, poco ha estudiado en este campo, y cuyo desbalance estaría asociado con estos problemas: el hierro. Este es fundamental en el cerebro para procesos que van desde el transporte de oxígeno y la sinapsis hasta la salud mental, pero como dice el dicho “todo en exceso es malo”.

Por primera vez, de manera computacional se propuso de forma explícita la forma en que el hierro reacciona con el oxígeno en el cerebro en presencia del beta-amiloide, un proceso en el que en enfermedades como el Alzheimer se producen moléculas llamadas “especies reactivas de oxígeno”, que pueden dañar e incluso matar a las neuronas. Todo esto ocurre con la presencia de ácido ascórbico, que cataliza esta producción.

“Ya se había observado con otros metales de transición, en donde se estudiaban sus reacciones, pero no con el hierro, y más usando herramientas de química computacional. Así obtenemos una perspectiva más completa y funcional del desarrollo de la enfermedad, y cómo los productos naturales estudiados generarían un mejor tratamiento”, concluye el investigador.

 

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