Como aislar el compuesto activo de una planta?

En el Laboratorio de Fitofarmacologia del Instituto Nacional de Psiquiatria Ramon de la Fuente Muñiz (INPRFM), un grupo de investigacion se dedica a analizar las propiedades quimicas y farmacologicas de las moleculas encontradas en las plantas utilizadas por la medicina tradicional mexicana.

Su objetivo es encontrar moleculas que tengan efecto en el sistema nervioso y que puedan servir para tratar trastornos mentales, explica la investigadora Rosa Estrada Reyes, responsable del laboratorio.La doctora Rosa Estrada es quimica, pero se involucro en la farmacologia gracias a la fitoquimica, que es el estudio de las plantas vasculares desde el punto de vista quimico y ecologico.

A diferencia de nosotros, las plantas sintetizan sus propios alimentos. A partir del dioxido de carbono (CO2), agua y luz solar, pueden producir azucares, aminoacidos, hormonas, pero tambien ciertas moleculas llamadas metabolitos secundarios, explica la investigadora.

Estos metabolitos secundarios cumplen funciones muy especificas en las plantas, por ejemplo, de proteccion ante los depredadores o como un medio para comunicarse con otros organismos.

Gracias a la fitoquimica podemos conocer cuales son las estructuras de los metabolitos secundarios, que funciones desempeñan en la planta y como las sintetizan, es decir que rutas de biosintesis son las precursoras, ademas, una gran cantidad de estas moleculas induce efectos farmacologicos en humanos, explica la investigadora.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Rosa Estrada platica sobre el arduo pero interesante trabajo que implica identificar y aislar las moleculas con actividad farmacologica que se encuentran en las plantas.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): Cual es el proceso para obtener una molecula a partir de una planta completa?

Rosa Estrada Reyes (RER): Partimos desde la recoleccion de la planta de una fuente confiable, para despues llevarla a autentificar con un botanico especialista. Este paso es muy importante porque existe una gran variedad de especies vegetales y aunque tengamos experiencia por los años que llevamos trabajando en esto, aun asi podemos confundirlas.

Una vez que tenemos la especie identificada, el metodo tradicional es extraer los componentes mediante metodos de maceracion vegetal: secamos la planta al sol, la molemos y la ponemos a macerar en disolventes de diferente polaridad. A esto le sigue un proceso de destilacion, en el que eliminamos todo el disolvente, para despues poder aislar el principio activo.

Una de las exploraciones mas complejas es el analisis quimico de extracciones con agua. Nosotros hacemos este tipo de extracciones porque es lo que mas se acerca a las preparaciones de la medicina tradicional, en donde las infusiones, o lo que nosotros conocemos como “tecitos”, son una practica comun.

Cuando terminamos los procesos de extraccion y eliminacion de los disolventes, lo que tenemos es una mezcla compleja de todos los componentes que tiene la planta, que es a lo que nosotros llamamos extracto. Una vez que tenemos ese extracto, que en ocasiones contiene mas de 100 compuestos, debemos separar los compuestos para poder encontrar o seleccionar los que tienen alguna actividad farmacologica.

AIC: Como separan esta compleja mezcla en los extractos?

RER: Los separamos mediante tecnicas cromatograficas. Dependiendo de la cantidad de material usamos cromatografia en columna preparativa, cuando hablamos de kilos de planta; o tecnicas de alta resolucion como HPLC o UHPLC, cuando hablamos de miligramos de planta.

Antes de estas nuevas tecnicas, los fitoquimicos necesitabamos hasta 10 kilogramos de plantas para detectar todos los metabolitos secundarios. Ahora, con tan solo unos cuantos miligramos podemos tener una aproximacion bastante buena de cuantos componentes tiene el extracto.

AIC: Como saben que moleculas son las que encontraron?

RER: Una vez que tenemos los compuestos separados por cromatografia, verificamos su pureza analizando sus propiedades fisicas como su punto de fusion, su perfil en cromatografia en capa fina, y los enviamos al Instituto de Quimica de la Universidad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM) o a la Universidad Autonoma Metropolitana (UAM) unidad Xochimilco, para adquirir sus espectros de resonancia magnetica nuclear (RMN) y espectrometria de masas (EM). La interpretacion de sus caracteristicas en RMN y EM, principalmente, nos lleva a obtener la identidad estructural del compuesto.

Es una especie de juego muy interesante, es una de las partes que mas me gusta de la investigacion porque es como armar un rompecabezas. Nosotros llegamos a la estructura, no compramos los productos, los obtenemos e identificamos de novoAAA.

AIC: Como saben cuales moleculas pueden funcionar como medicamento?

RER: En el laboratorio probamos, en modelos animales de conducta, la actividad biologica de los compuestos en nuestros extractos.

Apostamos por dos abordajes diferentes: probar un compuesto especifico aislado, cuando sospechamos que es el responsable de la respuesta farmacologica; o cuando no conocemos la molecula activa, probar mezclas de compuestos e ir simplificando las mezclas hasta llegar a las moleculas de interes.

Pero en realidad yo no te puedo describir una rutina de como llegar a obtener una molecula lider, un extracto activo. Es otra de las cosas que me parece tan interesante del trabajo, los resultados que vemos en las pruebas farmacologicas nos van dictando como debemos llevar la estrategia de separacion quimica.

La ciencia muchas veces es reproducir, pero en el caso de las plantas ningun proceso es predecible, cada planta es diferente.

AIC: Por que es importante separar las moleculas dentro de las plantas, por que no solo usamos la planta completa?

RER: Cuando uno consume una planta en su totalidad esta consumiendo las decenas de compuestos quimicos que tiene. Esto hace dificil dosificar y seguir la farmacodinamia y farmacocinetica de la molecula que es responsable del efecto deseable.

Otra de las razones es que, en la planta, los metabolitos estan compartimentados, es decir, son diferentes los metabolitos que producen las hojas, las raices, el tallo o las flores. Cuando tu consumes una planta en su totalidad, la probabilidad de que haya compuestos toxicos aumenta.

Por ejemplo, hay plantas que producen compuestos toxicos pero solamente en las raices o en sus semillas, porque tienen la funcion de ayudar a la supervivencia de la planta y su estirpe, en cambio en las hojas pueden producir compuestos como los flavonoides con toxicidad minima y que podrian tener un efecto tranquilizante benefico.

Por ejemplo, la amapola, los sabrosos panes con semilla de amapola son inocuos, no tienen efecto sobre el sistema nervioso central, pero la goma o el aislamiento de sus alcaloides tiene un impacto muy fuerte sobre el organismo.

No todas las plantas son tan inocuas como se cree, debemos desmitificar la creencia de que todo lo natural es inofensivo. Porque las plantas producen estos compuestos pero no pensando en nosotros, sino para cumplir funciones muy especificas en su organismo.

AIC: Ademas de las metodologicas, que otras dificultades se les presentan?

RER: La colecta de plantas es una parte del trabajo que se nos esta dificultando cada vez mas. Esto se debe a las cuestiones sociales y ambientales que vive nuestro pais.

Desafortunadamente, debido a los cambios ambientales, las plantas padecen el mismo estres que los humanos y los animales. Su metabolismo esta cambiando, las plantas se estan extinguiendo o estan contaminadas.

Mexico ya no es el paraiso de la biodiversidad en plantas, la contaminacion y la perdida de habitat las esta afectando. Cada vez nos es mas dificil encontrar las plantas dentro de sus habitats y las plantas de invernadero no nos funcionan tanto, pues al tener todo lo necesario para vivir y no enfrentarse a retos no producen los metabolitos secundarios para protegerse.

universidadagricola.com

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