Investigadores y estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales (FCN) de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) estudian los efectos de la lectina obtenida del frijol tépari (Phaseolus acutifolius) para inducir la muerte de células de cáncer de colon.
El proyecto lo encabeza la directora de la Facultad de Ciencias Naturales de la UAQ, Teresa García Gasca quien, en colaboración con el investigador del Departamento de Biotecnología y Bioquímica del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), unidad Irapuato, del Instituto Politécnico Nacional (IPN), Alejandro Blanco Labra, está a cargo de un grupo multidisciplinario de estudiantes y especialistas.
Al respecto, la directora de la FCN de la UAQ, Teresa García Gasca, detalló que este proyecto inició en 1998 con su propuesta de doctorado en ciencia de los alimentos, bajo la dirección del doctor Blanco Labra, en el que planteaba el uso de proteínas bioactivas de plantas contra el cáncer.
“Me acerqué al doctor Blanco Labra para estudiar el inhibidor de proteasas de tépari, encontramos que tiene efectos interesantes sobre cáncer, pero no citotóxicos, es decir, no es una proteína que provoque la muerte de las células, pero sí afecta procesos que tienen que ver con la metástasis, afecta la adhesión celular y la migración de estas células malignas a otros órganos del cuerpo”, recordó.
La directora de la Facultad de Ciencias Naturales destacó que el factor citotóxico identificado resultó ser lectinas, un grupo de proteínas capaces de reconocer células cancerígenas de forma selectiva y que pueden inducir su muerte, “En mi tesis de doctorado, reportamos la actividad que tenía que ver con el inhibidor de proteasas pero con la presencia de las lectinas en la misma fracción de frijol tépari. Después de eso, Marlen García Cruz, que fue nuestra primera estudiante titulada en conjunto, estudió particularmente el inhibidor de proteasas sobre los procesos de adhesión e invasión”.
Teresa García Gasca reconoció el trabajo de estudiantes e investigadores de diferentes especialidades que han dado seguimiento a este estudio de las lectinas de frijol tépari, como Elisa Hernández Rivera, de la maestría en ciencia y tecnología de alimentos de la UAQ: “Ella encontró la primera evidencia de que las lectinas de frijol tépari, obtenidas como una fracción concentrada, reconocen de forma diferencial células transformadas y no malignas. Ahí encontramos que efectivamente estas proteínas son selectivas”.
García Gasca puntualizó que a partir de esos resultados se generó un abanico de células cancerígenas humanas, en el que los estudiantes Lorena Yllescas, Ana Luisa Castañeda, Josué López y Laura Estrada demostraron que la fracción concentrada en lectinas afectaba de forma significativa diferentes tipos de cáncer humano, donde los más sensibles fueron los de colon y mama.
“Claudia López Sánchez y Karina García, que estudiaban la maestría en nutrición humana en la UAQ, llevaron a cabo los estudios de toxicidad aguda y subcrónica de las lectinas en ratas; lo que encontraron fue que prácticamente no es tóxica y que tiene un efecto antinutricio, es decir, que afecta la absorción de nutrientes. Hay lectinas muy tóxicas como las de ricino (Ricinus communis) y otras inocuas como las del jitomate (Solanum lycopersicum), que las comemos crudas y no nos pasa nada. Las de frijol tienen una toxicidad intermedia”.
La directora de la Facultad de Ciencias Naturales aseguró que actualmente se sabe que los efectos antinutricios de las lectinas están relacionados con interacciones a nivel intestinal, de acuerdo con estudios realizados por las estudiantes Julia Alatorre y Wendoline Pita López que se enfocan en su caracterización.
“Además, con la ayuda de la doctora Andrea Olvera y el estudiante de la maestría en nutrición Aarón Zamora, se ha encontrado que las lectinas de tépari afectan la microbiota intestinal; mientras que Mery Gómez Garay, de la misma especialidad, estudia el efecto benéfico de prebióticos como las agavinas. Se cuenta además con la colaboración de la doctora Jheny Rodríguez, de la Facultad de Medicina de la UAQ, y Rosa Guadalupe López Reyes, que han estudiado el efecto sobre el sistema inmune, es decir, ya tenemos el conocimiento de que estas lectinas son inmunomoduladoras”, enfatizó.
La directora de la FCN recordó, además, que los trabajos de tesis de licenciatura y posgrado realizados por Marco Vinicio Ángeles Zaragoza, Roberto Ferriz Martínez, Josué López Martínez y Ulisses Moreno Celis, han mostrado que la fracción concentrada en lectinas de tépari inhibe la tumorogénesis temprana en cáncer de colon mediante apoptosis, un mecanismo de muerte celular programada.
Producción de lectina
Uno de los mayores retos en esta investigación es producir las lectinas bioactivas en calidad y cantidad suficientes. Al respecto, García Gasca destacó que gracias al trabajo de la estudiante de doctorado en el Instituto Tecnológico de Roque -que pertenece al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)-, de Celaya, Guanajuato, Iovanna Torres Arteaga, se logró describir su estructura molecular.
La alumna de la maestría en biotecnología de plantas del Cinvestav, unidad Irapuato, Dania Martínez Alarcón, detalló que su investigación se enfoca en identificar alternativas para la producción de lectina a mayor escala y de forma recombinante.
“Propusimos un sistema de plantas cisgénicas de frijol tépari, por medio de ingeniería genética, clonamos el gen de la lectina y lo modificamos para que al producirse pudiera ser excretada al exterior de la planta y obtenerla en un medio líquido de cultivo. Le añadimos una cola de histidinas al final, lo que nos permitió una purificación fácil, rápida y más barata que la que tenemos actualmente”, aseguró.
En esta línea de estudio, Martínez Alarcón realizó una estancia académica en la Universidad de Durham, en el Reino Unido, con la asesoría de los investigadores John A. Gatehouse y Elaine Fitches.
“La propuesta que hicimos fue producir la lectina recombinante utilizando una cepa de levadura llamada Pichia pastoris que tiene muchas características, entre ellas que no es propensa a la hiperglicosilación. En seis meses logramos producir la lectina recombinante en biorreactores semiindustriales automáticos; al final de este proceso pudimos obtener un rendimiento de lectina recombinante de 400 miligramos por litro de cultivo, incluso sin optimización”, detalló.
Estudios farmacocinéticos
La directora de la Facultad de Ciencias Naturales de la UAQ, Teresa García Gasca, puntualizó que ya se cuenta con un anticuerpo generado por el estudiante Emiliano Moreno Salgado, a partir de péptidos sintéticos de la lectina; al tiempo que el alumno Ricardo Cervantes se encuentra marcando la proteína con quantum dots para su monitoreo, además de la colaboración de la estudiante de doctorado Juliana Vega Rojas, quien llevará a cabo los estudios farmacocinéticos que tienen que ver con dar un seguimiento a la lectina dentro del organismo.
“Necesitamos investigar a qué órganos va, cómo se distribuye, cómo se absorbe, si se excreta y cuánto; estos estudios son necesarios para poder proponer la proteína como un fármaco. Es decir, llegado el momento, la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (Cofepris) nos va a pedir diferentes estudios y uno de ellos son los farmacocinéticos, que son los que Juliana está realizando”, advirtió.
García Gasca estimó que los ensayos in vitro e in vivo con la lectina recombinante se realizarán en un periodo de tres a cinco años para proponer los estudios de bioseguridad y los de fase uno en humanos.
“La industria farmacéutica tiene sus procedimientos y antes de apostarle a una molécula necesitan que todo esto se haya hecho antes. En México, lo realizamos centros de investigación y universidades, por eso estamos viendo, a través de la UAQ en conjunto con la Facultad de Medicina y otras áreas, montar laboratorios que nos permitan hacer las pruebas sobre lo que la Cofepris solicita”, anunció.
La directora de la FCN destacó que esta investigación, iniciada en 1998, ha sido apoyada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), a través de Fondos Mixtos y del programa de Ciencia Básica; fondos internos de la Universidad Autónoma de Querétaro y el Programa para el Desarrollo Profesional Docente, para el Tipo Superior (Prodep), de la Secretaría de Educación Pública (SEP).
“Este proyecto ha sido posible gracias a un gran equipo de trabajo, de investigadores y estudiantes que han confiado en él. Instituciones como la UAQ, el Cinvestav, el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (Inifap), el Tecnológico de Roque, así como UC Davis, en Estados Unidos, la Universidad de Durham, en Inglaterra, y la Universidad Robert Gordon, en Escocia. Esa es la clave, que se confíe en un proyecto y no se le vea únicamente como un productor de artículos científicos o para titular estudiantes, sino que el conocimiento generado resulte en un producto benéfico para la salud de los mexicanos”.
Con información del Conacyt
