Dr. Andrew Quest: “A partir de la curcumina logramos una formulación que tiene muy buena biodisponibilidad y actividad biológica para frenar la metástasis en melanomas”

28/06/2017

¿Cómo combatir el cáncer? Una pregunta que la ciencia ha estado desarrollando a lo largo de varias décadas a través de distintas líneas de investigación. Lo cierto es, que tan compleja enfermedad se ha convertido en un verdadero desafío para miles de científicos alrededor del mundo, quienes muchas veces con tecnología de avanzada prueban diferentes mecanismos para conseguir objetivos como el estancamiento de los procesos metastásicos.

En Chile, variadas instituciones y centros tienen líneas de investigación vinculadas al cáncer, y uno de los más grandes referentes es el Centro de Avanzada para Enfermedades Crónicas (ACCDiS). Esta unidad, que surgió gracias al financiamiento de la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT) y su programa FONDAP, ha producido variados hallazgos de gran importancia en el camino por frenar el cáncer. Desde la detección temprana y anticipada de biomarcadores asociados al cáncer gástrico, o formulaciones nanotecnológicas que ocupan moléculas de oro, ACCDiS –al día de hoy– es un verdadero referente de la investigación científica nacional.

Miembro de ACCDiS es el Dr. Andrew Quest, quien desde su laboratorio en el Programa de Biología Celular y Molecular del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Chile, ha realizado investigaciones conjuntas con otros destacados científicos del centro, como los Dres. Marcelo Kogan y Felipe Oyarzun (Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile). Este trabajo en equipo les permitió a los investigadores la producción de una nanoemulsión de curcumina que detiene a gran escala la proliferación de un cáncer tan agresivo como el melanoma.

El hallazgo, realizado en fase de experimentación en modelos animales, ha causado gran conmoción, no solo por la efectividad en los procesos cancerígenos sino también por la accesibilidad de la materia prima con la cual se llevó acabo: la curcumina, molécula estructural de la cúrcuma.

El Dr. Quest es Bioquímico del Instituto Federal de Tecnología de Suiza, Zúrich y Doctor en Ciencias Naturales de la misma casa de estudios. Dentro de sus líneas de investigación está el estudio de transducción de señales con un enfoque al entendimiento del rol de la proteína caveolina-1 en tumorigénesis, y el rol de la bacteria Helicobacter pylori en la génesis del cáncer gástrico. El Dr. Quest es Director del Centro de Estudios Moleculares de la Célula (CEMC) e Investigador Principal y Director Científico (área del cáncer) del ACCDiS, donde junto a otros investigadores, estudian los mecanismos que llevan al desarrollo de las enfermedades cardiovasculares y el cáncer.

¿Qué impresiones les produjo este hallazgo, en el cual la curcumina actuó como un factor clave para detener procesos metastásicos de melanoma en modelos animales?

La verdad es que estos hallazgos han sido sorprendentes en cuanto a su efectividad, ya que no a priori uno pensaría que algo derivado del curry puede ayudar a frenar la metástasis. En ese sentido, quisiera destacar que a través de centros de investigación como ACCDiS, hemos podido generar líneas de investigación transdisciplinarias entre varios profesionales, lo que nos ha permitido, entre otros puntos, integrar variados conocimientos en pro de un producto como la nanoemulsión de curcumina.

Áreas como las ciencias básicas y la nanotecnología –fuertemente entendida por los Dres. Marcelo Kogan y Felipe Oyarzún– fueron fundamentales para generar espacios de conversación y financiamiento para ideas “out of the box” como estas.

¿ACCDiS permite que los conocimientos básicos se extrapolen hacia áreas de mayor impacto social?

Sin duda que lo hace. En ACCDiS podemos desarrollar una ciencia más asociativa donde logramos juntar ideas de diferentes líneas de investigación, más básicas y más aplicadas, para finalmente llevarlas a la práctica y generar productos que pueden llegar a impactar a la sociedad, como es el caso de esta nanoemulsión de curcumina.

¿Por qué la curcumina es un actor tan importante en esta investigación?

La curcumina se conoce hace muchísimos años, miles de años para ser más específico. Era sabido que tenía efectos beneficiosos para la salud humana. En la India y en China, por ejemplo, se usa mucho como alimento en condimentos, pero también para la medicina alternativa, en ese sentido, muchos testimonios evidenciaron que tenía efectos beneficiosos para el ser humano.

En ese sentido, nos interesamos en aprovechar este recurso para la generación de un fármaco, ya que tiene una historia ancestral que avala su efectividad. Por otro lado, con materias primas como la curcumina –si se logra mostrar el efecto positivo que genera científicamente– es mucho más fácil llegar a una fase clínica con pacientes humanos, ya que está probada debido a su bagaje culinario. El problema que tiene la Curcumina es que es muy inestable y poco soluble en agua, lo que hace que no tenga muy buena biodisponibilidad en el organismo.

¿En términos técnicos, qué es la curcumina?

La curcumina es una molécula orgánica de estructura grande, hidrofóbica e insoluble en el agua. Las personas consumen la curcumina en forma de curry (mezcla de múltiples condimentos), pero no aprovechan bien el agente activo (curcumina), ya que cuando una la come no entra prácticamente nada al sistema, tal vez tiene efectos en el intestino, pero la mayor parte de la molécula será destruida en el estómago (medio muy ácido) o pasará de largo porque no se disuelve.

¿Cómo fue la búsqueda para solubilizar la curcumina?

La primera gran tarea fue encontrar una manera de solubilizar la molécula, ya que si bien esto se podría lograr utilizando solventes orgánicos como el Etanol (C2H5OH) o el Dimetilsulfóxido (CH₃SOCH₃), estos no podrían ser inyectados en el ser humano en dosis grandes, por su alta toxicidad. Por lo que esa no era la solución. Si bien muchos de los experimentos que se encuentran en la literatura están hechos de esta manera, por un lado, logras mejorar la biodisponibilidad, pero por otro, disminuyes la cantidad que puedes inyectar porque el solvente es dañino.

En ese sentido, nosotros solucionamos estos problemas diseñando esta nanoemulsión de curcumina.

¿En qué consiste la nanoemulsión de curcumina?

La nanoemulsión de curcumina es una preparación de liposomas (que no tienen ningún efecto adverso en el organismo) a la cual se le agrega la curcumina disuelta en un solvente orgánico. Posteriormente se mezcla y espontáneamente, los liposomas encapsulan a la curcumina, luego el solvente se irá diluyendo progresivamente hasta desaparecer y dejar muchos liposomas pequeños con la curcumina dentro. Como hacia afuera del liposoma el medio es hidrofílico y hacia adentro hidrofóbico, tenemos la curcumina solubilizada de una forma compatible con el organismo.

¿Qué siguió después?

Posterior a generar la formulación con la curcumina solubilizada, lo que hicimos fue mostrar que estas nanoemulsiones no son tóxicas para células medianamente normales, con las que trabajamos en el laboratorio, pero si tenían efecto tóxicos en melanomas (del tipo B16F10). Por lo que no afectaba en forma adversa a células buenas pero si a malas (fase in vitro).

Para probar que esto servía en un tratamiento, teníamos que experimentar en modelos animales, que nos permitieran investigar cómo una célula tumoral forma un tumor y qué procesos hay involucrados en la metástasis. Fue entonces que inyectamos melanomas en un modelo animal y esperamos que se formara un tumor inicial, el cual después de 10 o 12 días ya había crecido (es muy veloz). Posteriormente sacamos el tumor, esto lo hace una persona entrenada por un cirujano especializado, con el cual desarrollamos la metodología. Este profesional extrae el tumor y después, en una fase de análisis, observamos si hay crecimiento tumoral reincidente en el lugar original y metástasis al pulmón.

Con el sistema experimental que desarrollamos hace unos años se pueden evaluar los dos procesos en el mismo animal. Fue entonces donde agregamos la nanoemulsión y calculamos –en base a los experimentos en células– cuánto había que agregar. Frente a ello, nos aseguramos que con la emulsión no hubiese problemas de cicatrización. Dejamos actuar la nanoemulsión por un rango de 14 a 15 días y luego analizamos en el lugar del tumor incidente, donde nos dimos cuenta que en el modelo no tratado con la nanoemulsión de curcumina, había tumor y mucha metástasis, mientras que en el modelo que tenía aplicado el producto, no había tumor ni metástasis, y si lo había, era en un rango mucho menor que en el modelo no tratado.

¿Cuál es el siguiente paso de esta investigación?

Primeramente, creo que es pertinente resaltar que logramos una formulación que tiene muy buena biodisponibilidad y actividad biológica.

El paso siguiente es poder aplicar esta nanoemulsión en humanos, de hecho la desarrollamos para melanomas porque es un cáncer generalmente de fácil acceso en la piel y la experimentación es más asequible. Si bien al comienzo teníamos temor de ocupar el melanoma por su conocida agresividad, el hecho que hayamos logrado este efecto en este tipo de tumor da indicios de que la nanoemulsión se puede aplicar con éxito en cualquier otro tipo de cáncer.

Leer en Sociedad de Biología de Chile 

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