Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/354/14
México, D.F., 13 de octubre de 2014
- Una vez que se conoce la estructura tridimensional de las moléculas de globulina presentes en la semilla, se han podido conocer con exactitud sus características e incluso utilizarlas para estudios sobre el diseño de fármacos
- El amaranto, la semilla con la que ha desarrollado su investigación el doctor Soriano, es ahora parte de un producto empleado en el tratamiento de la artritis
- El doctor Manuel Soriano, investigador del Instituto de Química de la UNAM y miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, en su laboratorio.
Foto: Elizabeth Ruiz Jaimes/AMC.
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Desde hace más de 30 años el doctor Manuel Soriano García ha enfocado su labor científica a tratar de comprender las relaciones entre la estructura y la función de las proteínas utilizando las distintas aplicaciones que ofrece la cristalografía de Rayos X. Con sus estudios pudo determinar la estructura molecular tridimensional del amaranto, semilla a la que en una posterior investigación, logró introducirle un compuesto sintético obteniendo así un producto que ha resultado útil para el tratamiento de la artritis.
Este trabajo es una muestra del tránsito de la ciencia básica a la aplicada. El científico, adscrito al Instituto de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México ha logrado además obtener patentes y desarrollos tecnológicos con impacto en áreas de la salud y la alimentación gracias a las múltiples aplicaciones de la cristalografía de Rayos X –la misma técnica empleada por Rosalind Franklin en los años 50 del siglo XX para establecer la estructura del ácido desoxirribonucléico (ADN).
La cristalografía de Rayos X de moléculas pequeñas y de proteínas es un área dirigida a conocer la posición de los átomos de una molécula, que puede ser tan pequeña como el cloruro de sodio, de mayores dimensiones como una proteína o tan grande como un virus.
“Nosotros determinamos la posición de cada uno de los átomos y para hacerlo se hacen crecer monocristales, un cristal único y simple compuesto de moléculas, átomos o iones”, explicó el miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, quien agregó que los monocristales por definición son objetos que pueden ser moléculas, un átomo o un ion que se repite periódicamente en el espacio en tres direcciones (X, Y y Z) formando de este modo un arreglo tridimensional, el cual al ser sometido a la radiación con Rayos X permite determinar la posición de los átomos.
Una vez que se conoce la estructura tridimensional, se pueden conocer con exactitud sus propiedades, cómo está envuelta, qué forma tiene y así hasta utilizarla para estudios de diseños de fármacos o simplemente para conocer con mayor detalle las características de la molécula.
En el inicio del trabajo sobre el amaranto el investigador aisló las globulinas de la semilla (un grupo de proteínas solubles en agua que se encuentran en animales y vegetales), las purificó y encontró las proteínas fundamentales de la semilla. Esta investigación, que contribuyó por primera vez en el mundo al conocimiento sobre la estructura del amaranto, obtuvo el Premio Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos en 1999.
Resultados de una experiencia personal
Por un padecimiento de salud personal, una artritis reumatoide -enfermedad autoinmune caracterizada por una inflamación crónica en las articulaciones-, de la que Soriano García supo no había tratamiento efectivo para contrarrestarla, lo motivó por su parte a realizar una indagatoria que lo llevó a encontrar en la literatura disponible que dos metales, el selenio y el oro, se han utilizado en el tratamiento de la enfermedad.
A partir de un artículo que publicó Soriano García en 2004: “Organoselenium Compounds as Potential Therapeutic and Chemopreventive Agents: A Review”, una revisión que realizó por invitación de la revista Current Medicinal Chemistry, el investigador abordó la importancia de la bioquímica y la farmacología de los compuestos a base de selenio, especialmente desde el punto de vista de la salud pública.
Soriano García describió que en el desarrollo de su trabajo ideó introducir en la fórmula de la aspirina y en la de paracetamol una pequeña cantidad de selenio aun sabiendo que este metal es venenoso y tóxico. Como resultado de esta mezcla obtuvo un compuesto de organoselenio, del cual esperaba tuviera una eficacia antiinflamatoria. “De los 30 compuestos estudiados, algunos no tenían esta capacidad antiinflamatoria, pero otros sí que fueron probados en ratas y comprobamos que se podían usar”.
Y para asegurarse de que los compuestos obtenidos llegarían hasta donde está la inflamación, el investigador estudió la interacción del organoselenio con la albumina del suero humano. La albumina es una molécula que se halla en el torrente sanguíneo y es la responsable de transportar, entre otros, los fármacos.
Explicó que una vez que crecieron los cristales de la albumina, “al observarlos con detalle nos dimos cuenta que su forma era como la de un camión y que el organoselenio, uno de los pasajeros. Entonces realizamos las modificaciones estructurales necesarias para que nuestro compuesto ocupara el mejor asiento y llegara a su destino sin destruirse”.
Tras realizarse nuevamente las pruebas con ratas, se hicieron las prácticas de inducción y se compararon antiinflamatorios comerciales. “Nuestros compuestos de organoselenio eran mucho más poderosos». Soriano comentó que luego de haberlo probado con ratas y estas no murieron, decidió probar el compuesto de manera personal y el resultado ha sido la desaparición del dolor en la mano afectada por la artritis.
Al mezclar la aspirina con el selenio se obtuvo un compuesto sintético, una síntesis orgánica, y el paso siguiente que dio Manuel Soriano fue usar plantas de amaranto a las que les suministró una fuente de selenio en lugar de una fuente de azufre. “La planta integró el selenio a sus proteínas de manera natural, en la metionina y cisteína”.
Una vez que las plantas incorporaron de manera natural el metal, se continuó con una hidrólisis, un método con el cual se extraen los aminoácidos (unidades químicas o bloques de construcción del cuerpo que forman las proteínas), que ya incluyen el selenio. Esas proteínas son parte del producto para el tratamiento de la artritis reumatoide.
Este producto, que es una crema con base de amaranto, contará con los permisos de Cofepris al igual que ya los tienen los otros nueve productos resultado de su investigación, entre ellos un antidepresivo natural.
Elizabeth Ruiz Jaimes.