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Biotecnología

Activos naturales

Los glóbulos rojos de la sangre se convierten en fuentes de proteínas y lípidos para la producción de pequeñas cápsulas y posibles medicamentos

072-073_Moléculas boi_232Investigadores de Brasilia encontraron en la sangre la materia prima para encapsular moléculas con uso potencial contra cánceres, hongos y bacterias en futuras aplicaciones terapéuticas. De los hematíes extrajeron fosfolípidos, una especie de grasa empleada en la fabricación de liposomas, nanoestructuras similares a pequeñas cápsulas esféricas utilizadas para transportar fármacos y cosméticos a regiones específicas del cuerpo. También de los glóbulos rojos, más específicamente, de la proteína hemoglobina presente en éstos, también conocidos como eritrocitos, extrajeron péptidos (fragmentos de proteínas) con actividades farmacológicas. “Proteínas tales como la hemoglobina poseen innumerables péptidos internos en su estructura que pueden ejercer una bioactividad distinta a la de la proteína original”, explica Luciano Paulino da Silva, coordinador del grupo de Nanobiotecnología de la estatal Embrapa Recursos Genéticos y Biotecnología. “Desde la década de 1980 existen relatos en la literatura científica de que fragmentos de proteínas poseen actividades biológicas”, informa. “Pero, de acuerdo con las investigaciones que hemos llevado a cabo, estos fragmentos aún no se habían aplicado en forma de nanosistemas como constituyentes de liposomas.”

La investigación, realizada en colaboración con Embrapa y la Universidad de Brasilia (UnB), resultó en un depósito de patente tanto por la obtención de los péptidos como por la estrategia empleada para la producción de liposomas. “Extrajimos los fosfolípidos de las membranas de los hematíes y formulamos los liposomas con base en el propio componente de la célula”, informa Da Silva. “La obtención de liposomas de hematíes constituye realmente una innovación, pues los similares comerciales disponibles en el mercado se preparan partiendo de fosfolípidos sintéticos o naturales de yemas de huevos y de otras fuentes”, dice Eneida de Paula, docente del Departamento de Bioquímica, del Instituto de Biología de la Universidad de Campinas (Unicamp).

Los estudios que resultaron en este trabajo estuvieron a cargo de la bióloga Cínthia Caetano Bonatto durante su tesina de maestría en la UnB, dirigida por Da Silva. El investigador encabeza un grupo en Embrapa que estudia alternativas para residuos agropecuarios que en general se desechan. En este caso, se utilizó sangre bovina y de ratones. De una res de tamaño medio faenada, por ejemplo, se pueden obtener hasta 20 litros de sangre. “Los liposomas que formulamos tienen potencial de uso para diversos tipos de fármacos”, dice Caetano Bonatto, quien sigue abocada al tema durante su doctorado, en el cual también utiliza plantas. Algunas de sus posibles aplicaciones apuntan a quimioterapias, para mitigar los efectos adversos de estos tratamientos. O también como bioactivos en la industria química y farmacéutica, tanto animal como humana, para posibles tratamientos contra enfermedades.

El investigador también estudia otros componentes de la sangre, tales como los péptidos. “La hemoglobina presenta una semejanza celular entre diferentes organismos, lo que abre una gama de posibilidades para el uso esta tecnología”, dice Da Silva. Como la hemoglobina es una proteína con casi 600 aminoácidos, para extraer sólo los péptidos de interés para la investigación –entre 5 y 20– hubo que ponerlos en medio acuoso con una enzima específica para esa finalidad, en un proceso denominado hidrólisis enzimática. Los péptidos extraídos se ubicaron dentro de liposomas, que cuentan con potencial de llevar el fármaco a la célula del organismo que requiere de tratamiento. La evaluación de los efectos antitumorales de los péptidos se concretó partir de la hemoglobina de ratón hidrolizada in vitro, en un modelo para estudio de cáncer de mama. Las pruebas de laboratorio estuvieron a cargo de la bióloga Graziella Anselmo Joanitti, docente de la UnB, quien trabaja con aplicaciones de nanotecnología en biomedicina en el área de cáncer, y por Caetano Bonatto, con células aisladas de cáncer de mama de ratón. “Primeramente realizamos pruebas con péptidos administrados en forma libre, y observamos un efecto sutil en la merma de la viabilidad de las células tumorales”, informa Anselmo Joanitti. Luego se testearon componentes peptídicos de la hemoglobina en forma nanoestructurada. “Cuando se los encapsuló en liposomas, el efecto antitumoral in vitro fue mucho más significativo.”

Cáncer y agricultura
Durante la primera etapa de la investigación, el conjunto de todos los péptidos obtenidos pasó por pruebas. En la próxima fase, los investigadores efectuarán la identificación de las moléculas con papel preponderante en la reducción de células tumorales in vitro e investigarán los mecanismos de acción implicados. Anselmo Joanitti subraya que los liposomas constituidos por los propios componentes de los hematíes, cuando se los utiliza para el transporte de bioactivos, posiblemente no sean reconocidos como invasores por el organismo.

La expectativa de los investigadores brasilienses apunta a futuramente utilizar esa estrategia en el tratamiento de cáncer en humanos; pero, para ello, se debe seguir toda una secuencia de ensayos preclínicos y clínicos. Por ahora, los científicos se encuentran en la etapa de establecimiento de colaboraciones con otros grupos de investigación de Embrapa para buscar nuevos fármacos destinados al tratamiento de enfermedades causadas por microorganismos tales como bacterias patogénicas, y también por parásitos que provocan grandes pérdidas en la producción agropecuaria brasileña, tales como la larva de la mosca Dermatobia hominis y las infestación por garrapatas y por la mosca de los cuernos.

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