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Bioquímica

Más de una utilidad

Detectan un nuevo mecanismo mediante el cual la vitamina C combate a los radicales libres

Consumida (con o sin base científica) por quienes quieren evitar un resfrío, la vitamina C es un aliado para combatir a los radicales libres, moléculas que circulan por el organismo y pueden ocasionar daños en compuestos con los que se cruzan, como el ADN o las proteínas esenciales para el funcionamiento del cuerpo. Esa guerra microscópica puede causar la muerte de las células y ser el origen del envejecimiento y el cáncer. Un grupo integrado por investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) y del Instituto Butantan acaba de descubrir una nueva función de la vitamina C como antioxidante (combate contra los radicales libres). Este trabajo, publicado en la revista científica PNAS en colaboración con la química Ohara Augusto, forma parte de la tesis doctoral de Gisele Monteiro, del laboratorio de Luis Eduardo Soares Netto, del Instituto de Biociencias de la USP. El equipo es integrante del Instituto del Milenio Redoxoma, una red que reúne alrededor de 200 investigadores brasileños, quienes pretenden entender y controlar los procesos de oxidación en las células. El programa Institutos del Milenio, del Ministerio de Ciencia y Tecnología, fue creado para patrocinar investigaciones de excelencia en áreas estratégicas para el desarrollo del país.

Linus Pauling, premio Nobel de Química en 1954, quien dedicó buena parte de su carrera al estudio de la vitamina C, ya había sospechado de sus propiedades antioxidantes. Pero no conocía los detalles de las reacciones químicas, que fueron descubiertas poco después. El ascorbato o ácido ascórbico, componente principal de la vitamina C, puede reaccionar directamente con el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) y transformarlo en moléculas de agua inofensivas para el organismo, en lugar de los peligrosos radicales libres. Lo novedoso, es la manera en como el ascorbato combate la formación de esas moléculas potencialmente nocivas: además de participar directamente en las reacciones, también recicla las moléculas denominadas peroxiredoxinas, que funcionan como catalizadores acelerando la transformación de peróxido de hidrógeno en agua. Esos catalizadores antioxidantes pierden electrones en la reacción con el peróxido de hidrógeno, pero continúan disponibles en la célula. Basta que ganen electrones nuevamente para que se encuentren preparados para recomenzar el reciclaje. Pero si hubiera poca peroxiredoxina o si el reciclaje no se desarrolla a la velocidad adecuada, la reacción se trunca, como si fuese un reloj de arena que no es invertido y deja de contar el tiempo. El peróxido de hidrógeno es un subproducto de la respiración celular, por lo tanto existe en todas las células. Para minimizar el efecto tóxico, es preciso que haya concentraciones adecuadas de moléculas para transformarlo en agua. El ácido ascórbico, así como las moléculas denominadas tióis (compuestos que contienen ciertos tipos de aminas, grupo de proteínas esenciales), constantemente donan electrones a las peroxiredoxinas y con ello les devuelve la capacidad de actuar como antioxidantes.

“Descubrir que la vitamina C actúa en conjunto con otros antioxidantes quebró un paradigma”, dice Netto. Antes de eso, se creía que la reacción dependía exclusivamente de las moléculas denominadas tióis. Pero el investigador no recomienda correr a comprar vitaminas ni tomar jugo de naranja. “Datos preliminares sugieren que el sistema ya funciona a pleno”, explica. Sucede como si fuera el engranaje de un reloj, que funciona perfectamente – un relojero puede intentar agregar una pieza, pero, si esta no tiene sitio donde encajar, no contribuirá en nada al buen funcionamiento del mecanismo.

Función universal
El trabajo del grupo de Netto no sólo reveló la nueva función del ascorbato, sino que también demostró que la reacción no se presenta exclusivamente en humanos. También ocurre en ratones, plantas, drosófilas (mosca de la fruta) y bacterias. Los protozoarios Plasmodium falciparum y Trypanosoma cruzi, causantes del paludismo y el mal de Chagas, parecen aprovecharse de la vitamina C de la sangre humana para protegerse del estrés oxidativo con que el portador se defiende: las células defensivas envuelven al parásito y lo bombardean con radicales libres, de efecto letal. Para defenderse, el microorganismo precisa de un sistema eficaz para combatir a los radicales libres. El descubrimiento representa el primer paso para la comprensión del mecanismo, pero aún no existe una base para desarrollar avances farmacológicos para el combate de las dolencias. “Quizá sea posible inhibir alguna proteína específica del parásito, quien se tornaría así más susceptible a la acción de las células defensivas”, especula el biólogo.

Ya es un hecho importante la observación de las reacciones químicas, invisibles a los ojos de los no especialistas. Pero los investigadores no se contentaron con eso: en el final de su doctorado, Gisele consiguió manipular las proteínas y de este modo interferir en la reacción. Existen dos clases de peroxiredoxinas en el organismo, pero el ascorbato sólo recicla una de ellas. La investigadora alteró la estructura química de la proteína que no interactúa con la vitamina C y consiguió crear afinidad – ahora Gisele conoce la causa de esa atracción.

Los resultados representan un avance en la comprensión de los procesos de combate a los radicales libres. Por tratarse de un trabajo técnicamente complejo, se constituyó en el tema final de la tesis de Gisele, pero dio resultado y entonces se transformó en el tema central del trabajo, que ahora ella continúa investigando en su pos-doctorado. La bioquímica quiere saber cual es la relevancia biológica de la vitamina C en las reacciones antioxidantes, que hasta ahora ella sólo examinó en probetas de laboratorio. ¿Es posible que en los animales vivos el ascorbato compita con los tióis? “Ahora que el paradigma se ha quebrado, se abren otras puertas para la investigación”, recuerda Netto.

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