¿Mayor pureza, mayor actividad?

¿Mayor pureza, mayor actividad?
En vista de la inconsistencia de los resultados obtenidos en estudios realizados para
evaluar la actividad biológica de compuestos aislados de plantas u otras fuentes
naturales, un grupo de investigadores se propuso explorar la variabilidad de las
respuestas biológicas desde el punto de vista del grado de pureza del compuesto activo.
Introducen así el concepto de “Purity-Activity Relationships”- PARs, o relación
pureza/actividad en la investigación de productos naturales.
La maquinaria biosintética de la Naturaleza
produce innumerables metabolitos
secundarios con propiedades biológicas específicas muy beneficiosas para la salud per
se o como modelos estructurales para el desarrollo de nuevas drogas terapéuticas. Más
aún, es común observar que algunos compuestos o grupos de compuestos de origen
natural bien establecidos como potenciales agentes terapéuticos, demuestran tener una
amplia gama de actividades, actuando aparentemente sobre diversos blancos aunque
con un potencial diverso y con niveles y perfiles de eficacia muchas veces
inconsistentes.
La explicación de esta inconsistencia se suele encontrar en la especificidad de cada
ensayo individual y la variabilidad de las respuestas biológicas. Sin embargo, no se ha
evaluado la influencia de la cantidad y tipo de impurezas que podrían tener los
compuestos ensayados.
Al evaluar la actividad farmacológica de una sustancia, se presupone que la misma
representa una entidad química única (single chemical entity-SCE) o en todo caso, una
mezcla de entidades químicas conocidas, como en el caso de la presencia de
estereoisómeros. Esta condición se refleja en los requisitos de análisis y establecimiento
de límites a la presencia de impurezas en drogas compendiales, donde se puede llegar a
rechazar lotes de materias primas por la presencia de impurezas a niveles de 0.05% o
menos debido a su efecto negativo sobre la eficacia del activo.
Cuando se aísla una sustancia de una matriz tan compleja como es la de un material
vegetal o animal, la probabilidad de encontrar impurezas aún en lo que se considera una
sustancia “pura” es muy alta. Así lo entendieron un grupo de investigadores de la
Facultad de Farmacia de la Universidad de Illinois (EEUU) que publicaron los resultados
de la evaluación de la actividad anti-tuberculosa (anti-TB) de diversas muestras
comerciales de ácido ursólico de diversos orígenes y grados de pureza1.
El ácido ursólico es un triterpeno ubícuo, encontrándose en cantidad abundante en una
gran cantidad de materiales vegetales. De acuerdo a los autores, una búsqueda en
NAPRALERT arroja información sobre no menos de 120 actividades biológicas, aunque
una lectura detallada de la misma permite apreciar que los resultados son muchas veces
contradictorios. La hipótesis de los investigadores fue que esto se podría deber a la
presencia de impurezas que podrían modificar la eficacia del ácido ursólico para una
determinada actividad biológica
Entre las actividades adjudicadas al ácido ursólico se encuentra un efecto inhibidor del
Mycobacterium tuberculosis, agente responsable de la tuberculosis. A partir de esto se
diseñó un experimento que consistió en el ensayo del potencial anti-TB de nueve
muestras comerciales de ácido ursólico de proveedores reconocidos y pureza
certificada, que se sometieron a un análisis independiente de su pureza por HNMR
cuantitativa (qHNMR) y posterior determinación de sus MICs (concentración mínima
inhibitoria) contra dos cepas de M.tuberculosis virulentas. Adicionalmente se ensayó la
actividad tóxica determinando la IC50 en células Vero.
Ácido ursólico y las impurezas identificadas en las sustancias de referencia analizadas.
Los resultados obtenidos fueron sorprendentes. En primer lugar se demostró que la
pureza declarada para las sustancias de referencia – en general calculada
cromatográficamente- no coincidía con la determinada por qHMRN, un método de una
altísima exactitud y que no requiere el uso de sustancias de referencia para su
comparación. Salvo en dos casos las diferencias observadas fueron de entre 11 y 12%,
habiéndose identificado ácido betulínico y ursólico como impurezas frecuentes y otras
10 impurezas más.
El segundo hecho de importancia que observaron los investigadores se desprende
claramente de los PARs obtenidos al graficar actividad biológica (MICs contra las dos
cepas de M. tuberculosis
y citoxicidad en células Vero (IC50) vs pureza del ácido
oleanólico.
Anti- TB MIC Citotoxicidad =
Selectividad
% Pureza
Aquí se observa que la actividad anti-TB y la pureza no estaban relacionadas de manera
proporcional, ni lineal ni logarítmica y que por el contrario, la tendencia general era que
la actividad disminuía a medida que aumentaba la pureza del ácido oleanólico para las
dos cepas indistintamente.
Sin embargo, la actividad citotóxica se mantuvo igual, mostrando una relación no
dependiente de la pureza del activo y confirmando que el ácido ursólico es responsable
de esta actividad.
Conclusión: Se presentó aquí un ejemplo de la importancia de evaluar la pureza de un
activo aislado de matrices complejas tales como productos naturales sean terrestres,
marinos, microbianos entre otros. Dado que la potencia y selectividad son atributos
primarios deseables de una molécula con potencial terapéutico, la falta de atención en
la pureza de los activos podría tener consecuencias profundas. En este caso, los
investigadores explicaron la actividad mayor observada en el ácido ursólico impuro a un
efecto sinérgico logrado por la presencia de las mismas.
Los investigadores destacan la utilidad de la elaboración de PARs como una extensión a
la rutina de estudio para determinar la correlación cuantitativa de actividad y estructura
(QSAR), que particularmente asociada a los nuevos y poderosos métodos analíticos tales
como el HMNR, constituye una herramienta sumamente útil o para la evaluación de
acitividad biológica de un aparente SCE o de la presencia de mecanismos sinérgicos.
1
Birgit U. Jaki, Scott G. Franzblau, Lucas R. Chadwick, David C. Lankin, Fangqiu Zhang, Yuehong Wang,and
Guido F. Pauli. Purity-Activity Relationships of Natural Products: The Case of Anti-TB Active Ursolic Acid.
J. Nat. Prod., 71 (10), 1742–1748, 2008. 10.1021/np800329j