Lectinas vegetales, una opción para el tratamiento y diagnóstico del cáncer
El cáncer es la transformación de células normales en tumorales, un cambio que se debe a la acumulación progresiva de mutaciones en las diferentes fases de la división celular. No hay una causa única que provoque esta transformación, pues se trata de una interacción entre varios factores.
De acuerdo con el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), entre enero y agosto de 2020 se registraron 683, 823 defunciones, de las cuales 9% se debe a tumores malignos. Se anticipa que en 2040 los nuevos casos por año aumentarán a 29.5 millones y el número de muertes a 16.4 millones.
Aunado a esto, uno de los principales problemas es que la mayoría de los diagnósticos ocurren en una etapa avanzada, dificultando el tratamiento y la sobrevivencia de los pacientes. Lo anterior, debido a que se requiere de un conjunto de pruebas para determinar cada tipo de cáncer, cuyo proceso supera los 90 días y puede prolongarse hasta 21 meses.
Ante esto, el Bioquímico Diagnóstico José María Caballero González, con asesoría de la doctora Sandra Díaz Barriga Arceo, responsable del Laboratorio de Citogenética en la FES Cuautitlán, trabaja en el estudio y la caracterización de lectinas vegetales para su aplicación en el diagnóstico y la utilización para el combate de dicha enfermedad.
Lectinas vegetales y cáncer
Las lectinas son un grupo de proteínas de origen inmune, distribuidas en plantas, microorganismos y tejidos de vertebrados e invertebrados, que comparten la propiedad de unirse a los carbohidratos de las células tumorales, a través de las alteraciones que presentan sus oligosacáridos (polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos).
En la actualidad, algunos investigadores a nivel mundial realizan diversos estudios in vivo e in vitro con numerosas lectinas vegetales, los cuales han demostrado que poseen actividad antitumoral (efecto inhibitorio en el crecimiento del tumor) y anticarcinogénica (efecto inhibitorio en la inducción del cáncer por carcinógenos).
De acuerdo con los universitarios, la unión de lectinas con glicoconjugados puede aprovecharse para activar vías de señalización que generen una inducción de apoptosis o autofagia (mecanismos de muerte celular que controlan el crecimiento adecuado de las poblaciones celulares). Otras aplicaciones de estas lectinas son que pueden transportar fármacos hasta células blanco y presentan propiedades inmunomoduladoras. Todos estos efectos sólo se presentan en las células tumorales.
En el campo diagnóstico, consiguen enlazarse a las proteínas glicosiladas en circulación para detectarlas, implementando nuevas técnicas de diagnóstico para hacerlas más específicas y sensibles.
“Todavía existe mucho desconocimiento respecto al uso potencial de este tipo de sustancias para el combate contra el cáncer, ese fue uno de los alicientes para ir tras este proyecto, para nosotros es importante hacer la difusión del conocimiento, especialmente del estudio científico sobre las características y propiedades de estas proteínas”, detalló la doctora Díaz Barriga.
Preparación y caracterización de proteínas naturales
En un principio, el trabajo encabezado por la doctora Sandra Díaz Barriga consistió en una exhaustiva revisión bibliográfica sobre las aplicaciones de las lectinas vegetales contra el cáncer, una exploración que se limitó a la información publicada después del año 2000, en bases de datos como ScienceDirect, Scopus, Scielo, Redalyc y PubMed.
Luego, se realizó un análisis bioinformático de la lectina P. sativum (chícharo) utilizando las bases de datos: GenBank, UniProt, Pfam, PDB y Blast. A partir de las cuales buscaron secuencias nucleotídicas y proteicas, información sobre los dominios y estructuras tridimensionales de la proteína, la organización del sitio de unión a los carbohidratos y algunas de sus interacciones con la lectina-ligando.
La obtención de las proteínas de las semillas se dio sometiéndolas a una extracción salina y luego centrifugándolas a altas velocidades para obtener la preparación con un cierto grado de pureza. Inicialmente, se recurrió a la liofilización (un proceso de deshidratación) que concentra más su actividad para quitarle impurezas. Actualmente los investigadores prueban nuevos procedimientos, como la implementación de polietilenglicoles que les permitan una mayor purificación.
Los resultados
Una vez realizados los procedimientos y recopilada la información, se comprobó que las lectinas vegetales son capaces de revolucionar la forma en que se diagnostica y trata el cáncer. En el campo de la valoración, su incorporación permite el desarrollo de nuevos biomarcadores tumorales y técnicas de diagnóstico (ALSA, ELA, nanopartículas), que presentan mayor sensibilidad y especificidad respecto a los ya existentes, lo que se vería reflejado en una reducción del tiempo de diagnóstico y en un menor costo de producción.
Por otro lado, estas proteínas poseen una gran especificidad actuando únicamente en las células tumorales, ya que tienen diversos mecanismos por los que puede eliminarlas. Por ejemplo, la inducción de apoptosis y autofagia, de una respuesta inmune, de arresto celular por expresión de genes antiproliferativos y proapoptóticos e inactivación de ribosomas. Por tanto, se posiciona como un potencial agente terapéutico sobre casi cualquier tipo de cáncer.
De igual forma, las lectinas pueden usarse como acarreadores en el desarrollo de sistemas de administración dirigida de fármacos antineoplásicos. Siguiendo un enfoque similar, se pueden plantear protocolos de inmunoterapia e inmuno vacunas contra el cáncer, aprovechando la capacidad agonista de las proteínas que forman parte del sistema inmunitario innato, esto representa una disminución en los costos y hace que más pacientes sean candidatos a recibirla.
Una de las hipótesis de los académicos es que la LeCA de Pisum sativum podría ser un potencial agente terapéutico para tratar el carcinoma hepatocelular, pues posee afinidad moderada hacia los glicoconjugados séricos en el cáncer de hígado, tanto en estado primario como en metástasis. Sin embargo, se necesita evidencia experimental para calcular las dosis efectivas y tóxicas y así determinar su seguridad como agente terapéutico.
“Buscamos que las enfermedades se ataquen desde el punto de vista molecular, esto hará que los efectos secundarios sean menores y la atención personalizada. Además, nos permite brindarle al paciente una salud no paliativa, sino la búsqueda de una cura”, puntualizó la doctora Díaz Barriga.
María Dolores Elizondo Alvarado