Estudios para contrarrestar los efectos de enfermedades neurodegenerativas

Desde hace más de diez años investigadores del Instituto de Química Rosario (IQUIR) tienen un objetivo claro: desarrollar un medicamento que pueda ayudar a contrarrestar los efectos oxidantes de ciertas patologías neurodegenerativas, como la Esclerosis Lateral Amiotrófica y las enfermedades de Parkinson y Alzheimer. 

“Elegimos avanzar racionalmente, introduciendo modificaciones en función de los resultados anteriores; preferimos este camino, que puede ser más lento, pero nos da la sensación de que otorga mejores resultados que ir investigando de forma aleatoria” cuenta la doctora Sandra Signorella, directora del grupo de científicos integrado por Claudia Palopoli, Verónica Daier, Gabriela Ledesma, y Diego Moreno, de la Unidad Inorgánica del IQUIR y la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la Universidad Nacional de Rosario. 

El estudio

El oxígeno es fundamental para el funcionamiento del cuerpo humano, pero su aprovechamiento también tiene un efecto negativo, que es la generación de metabolitos tóxicos como el superóxido y el peróxido, explicó la Dra. Signorella. Estos poseen gran reactividad por su alto poder oxidante. En una persona sana, estos productos son capturados por enzimas que  los descomponen ni bien se forman. El problema aparece cuando estas especies reactivas de oxígeno exceden la capacidad que tienen los organismos para atraparlos; cuando esto ocurre es necesario introducir un medicamento para compensar esa deficiencia. La sobreproducción de esas especies es una característica típica de las enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson y el Alzheimer, agregó.

Las especies reactivas de oxígeno, como por ejemplo el peróxido, superóxido y radicales hidroxilo, dañan todos los componentes celulares (incluyendo proteínas, ADN y lípidos) y en casos severos pueden llegar a producir la muerte celular. “Apuntamos al desarrollo de compuestos que sean capaces de captar esas especies reactivas de oxígeno cuando el organismo no tiene las defensas suficientes. Las metaloenzimas propias del organismo, que normalmente llevan a cabo esa función y que trabajan conjuntamente para eliminarlas, se llaman superóxido dismutasas y catalasas. Se está trabajando para obtener compuestos que tengan la doble actividad: que permitan eliminar peróxido y superóxido simultáneamente”, explicó Signorella.

“Ya hemos preparado algunos compuestos con actividad dual, pero estamos tratando para mejorarlos; aún no están en la etapa de prueba experimental terapéutica”; señaló la doctora Verónica Daier. A esto, la doctora Palopoli agregó que cuando se habla de “mejorar la actividad” se hace referencia a que si bien se dispone del modelo de la naturaleza a seguir para el diseño estructural del compuesto con actividad farmacológica, se debe también tratar de lograr que las velocidades para producir esos procesos sean similares a las que produce la naturaleza. Por este motivo se van introduciendo gradualmente modificaciones en las moléculas sintetizadas.

Con respecto al modelo que se tomó de ejemplo para la investigación, la doctora Signorella manifestó “empezamos trabajando con compuestos de manganeso, imitando a las catalasas de manganeso, que son una especie particular de enzimas que contienen este metal. En los seres humanos en lugar de manganeso hay hierro, pero se prefiere usar manganeso porque es menos tóxico en casos de que haya una descomposición del compuesto y se libere el metal, ya que éste no tiene muchas funciones dentro del organismo. También hemos comenzado a trabajar en el desarrollo de compuestos que reproduzcan la actividad de enzimas que contienen cobre y cobre-zinc, como las superoxido dismutasas que están en el cuerpo humano”.  

Medicamento selectivo

“El proceso de lograr un producto de utilidad se divide en distintas etapas; en primer lugar nosotros hacemos las pruebas de actividad y estabilidad in vitro. Aquellos compuestos que resultaron estables y muy activos, pasan a las pruebas celulares, en donde tienen que demostrar ser activos respecto a los metabolitos tóxicos que tienen que eliminar y no ser citotóxicos, es decir, no matar a las células donde tienen que actuar. Una vez superada esta etapa se empiezan a hacer las pruebas en animales. A partir de este estadío ya no somos nosotros los encargados de llevar a cabo los avances sino que las investigaciones las realizan los biólogos y bioquímicos”, explicó Signorella.

Cabe destacar que el uso de la enzima natural para tratar el estrés oxidativo tiene una serie de inconvenientes. Por ejemplo, la enzima puede inducir respuestas inmunológicas, tiene estabilidad limitada en sangre, no puede administrarse en forma oral y su producción es onerosa. En cambio, por su diseño los agentes farmacéuticos tienen la ventaja de no producir respuesta inmunológica, son más estables en sangre y podría esperarse que tengan un mejor acceso a los espacios intercelulares y mayor permeabilidad en células. Incluso, estos compuestos podrían ser administrados de forma oral. Actualmente, el grupo de la Dra. Signorella está trabajando en esta dirección para lograr compuestos hidrosolubles activos.

CAFQI

Del 9 al 12 de abril se desarrollará el XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica. El comité organizador confirmó que han recibido 650 trabajos, de los cuales 80 se presentarán como exposiciones orales y el resto se expondrán como posters.. “Para nosotros es muy importante esta actividad  que cada dos años reúne a toda la comunidad fisicoquímica e inorgánica del país”, aseguró Signorella. 

Cabe mencionar que han confirmado su presencia referentes de revistas científicas internacionales, como Christian Amatore, editor del ChemPhysChem, John H. Dawson editor del Journal of Inorganic Biochemistry y Vincent Pecoraro uno de los editores del Inorganic Chemistry. Para conocer la lista completa de visitantes extranjeros e información del congreso, ingrese al sitio web del Cafqi:www.cafqi2013.com.ar