Estudian una planta milenaria por sus posibles propiedades contra el cáncer y el COVID-19

Una especie vegetal, alta, con follaje verde oscuro parecido a un helecho, salpicado de pequeñas flores de color amarillo crema, que es utilizada para coronas navideñas y como relleno para ramos rústicos y es conocida también como Sweet Annie, artemisa dulce, ajenjo dulce o chino, ha comenzado a cultivarse en el laboratorio de biología de la Universidad de San Antonio en Texas, Estados Unidos (UTSA), a cargo de Valerie Sponsel, responsable del Departamento de Biología Integrativa.

En el Departamento de Química de la misma universidad se extraen las hojas de esas planta para obtener compuestos medicinales. Junto a la investigadora Annie Lin, profesora asociada en el Departamento de Biología Integrativa y el Departamento de Neurociencias de UTSA dedicado a Biología del desarrollo y regenerativa, se ha estado estudiando el contenido de los compuestos medicinales de esas hojas.

En UTSA hemos estado tratando de comprender las propiedades bioactivas de uno de estos compuestos, el Arteannuin B, en las células cancerosas y COVID. Alrededor del 50% de los medicamentos recetados se derivan de productos naturales. Están elaborados por plantas, hongos o bacterias. La mitad de estas drogas se originaron en follajes. Eso es sorprendente si se piensa en todos los medicamentos que existen en el mundo. Diferentes plantas producen distintos compuestos medicinales. En lo que respecta al cáncer, existen varios tipos que siempre han existido pero que recién se han descubierto en el último medio siglo. Nunca habrá un compuesto que trate todos los cánceres, por eso la investigación continúa.

Sweet Annie se ha utilizado en la medicina tradicional china durante más de 2000 años. La planta produce artemisinina, que contiene un endoperóxido, que se utiliza para el tratamiento de la malaria. Sus extractos de hojas se han usado para tratar una variedad de otras enfermedades, incluido el cáncer y el COVID-19. Los nuevos análisis fueron publicados en Journal of Natural Products

El café con infusión de Sweet Annie es el foco de un ensayo clínico actual relacionado con el cáncer, mientras que el extracto de la planta infundido en té se ha utilizado en África para combatir potencialmente el COVID.

Sin embargo, hasta hace poco, los investigadores no habían entendido claramente cómo funcionan exactamente los compuestos de la planta. Hemos sido los primeros en demostrar el mecanismo de una de estas moléculas a través de su trabajo interdisciplinar en bioquímica, química y biología.

Estamos en las primeras fases de analizar el mecanismo de acción de los compuestos medicinales de Sweet Annie para decidir cómo administrarlos mejor y dirigir la terapia. Podemos ser más específicos. Deberíamos ser capaces de reducir la concentración para atacar directamente los tumores. En este momento, estamos buscando cómo encapsular el compuesto en varias concentraciones que se dirigirán específicamente a las áreas que necesitan el tratamiento.

La investigación publicada en Journal of Natural Products ha sido un esfuerzo de colaboración con Mitchel S. Berger, profesor y director del Centro de Tumores Cerebrales de la Universidad de California en San Francisco (UCSF).

Berger proporcionó los recursos para las células primarias de glioblastoma del Banco de Tejidos de Tumores Cerebrales de la UCSF. Utilizamos metanol como disolvente para extraer el compuesto, y de ahí surgió la idea de que de ese modo debe ser como funciona en los sistemas biológicos.

Kaitlyn Varela, estudiante de doctorado en nuestro laboratorio, fraccionó y caracterizó los extractos de hojas de Sweet Annie mediante espectroscopía de RMN y cromatografía líquida-espectrometría de masas.

Probamos las fracciones para determinar la actividad citotóxica (qué tan tóxica es una sustancia para las células) contra el glioblastoma (GBM), una forma maligna de tumor cerebral. Luego purificamos las fracciones para identificar y probar sus componentes individuales contra las células cancerosas una por una.

A lo largo del proceso, arteannuin B demostró consistentemente actividad citotóxica contra las células cancerosas GBM. Creemos que puede inhibir las cisteína proteasas (enzimas que degradan proteínas) que se sobreexpresan en las células cancerosas. Luego redujimos químicamente la arteannuin B y demostramos que de ese modo no era activa contra GBM en la misma concentración. Este resultado nos informó cómo la arteannuin B tiene propiedades bioactivas. Para ampliar nuestros resultados, Kaitlyn demostró que la arteannuin B obstaculiza la actividad de la proteasa principal y la caspasa-8 del SARS-CoV-2.

Como especialistas queremos saber cómo funciona esto para poder administrar medicamentos de forma inteligente. Todos nuestros cuerpos son diferentes. El cáncer, por ejemplo, sobreexpresa ciertos genes y si se sabe qué gen se está expresando, se puede atacarlo y bloquear la actividad de su producto proteico con un fármaco. Un ejemplo específico es el tamoxifeno, que es un profármaco que se metaboliza a su forma activa, endoxifeno, por una enzima clave en el cuerpo, el citocromo P450 2D6. El endoxifeno bloquea la actividad del receptor de estrógeno que algunos cánceres de mama dependientes de él sobreexpresan y necesitan para crecer. Sin embargo, algunas personas tienen formas menos activas de P450 2D6, por lo que el tamoxifeno no sería eficaz en el tratamiento de sus cánceres dependientes de estrógenos.

En general, estos resultados mejoran la comprensión de qué actividades antivirales y citotóxicas posee Artemisa B, pero los científicos se encuentran en una siguiente etapa para entender el mejor modo de encontrar una fórmula capaz de convertirse en fármaco de administración efectiva.

*Francis Yoshimoto es profesor asistente de química de la Universidad de Texas en Dallas. Doctor en Bioquímica del Centro Médico Southwestern de la UTSA.