Proteasas e Inhibidores de proteasas de origen vegetal: avances en su estudio y potencialidades de aplicación

OBREGON, WALTER D.; LUFRANO, DANIELA; CISNEROS, JOSE S.; TELLECHEA, MARIANA; COTABARREN, JULIANA; GUTIERREZ GONZALEZ, JESSICA; CLAVER, SANTIAGO; ABREU PAYROL, JUAN

La Havana

Conferencia; II Encuentro de Ciencias Farmacéuticas y Alimentarias 2014; 2014

Universidad de la Havana

La naturaleza, en particular las plantas, debido a su extraordinaria riqueza y diversidad química constituyen una de las mayores fuentes de productos naturales. Entre dichos productos podemos citar a las proteasas e inhibidores de proteasas (IPs). En los últimos años, las proteasas de plantas superiores han sido objeto de renovado interés por parte de la industria farmaceútica y agroalimentaria, no solo por su actividad proteolítica sobre una amplia variedad de proteínas sino también porque muchas de ellas son activas en un rango amplio de pH y temperatura. El rol fisiológico de las proteasas en los tejidos vegetales abarca desde la degradación de proteínas no funcionales hasta la maduración de las mismas realizando clivajes específicos y asegurando así el correcto funcionamiento celular. La especificidad de las proteasas puede entonces explotarse también para la obtención de hidrolizados de proteínas alimentarias para liberar péptidos bioactivos encriptados en las secuencias originales de dichas proteínas. Además, durante las últimas décadas las investigaciones biomédicas han revelado que las proteasas juegan un rol crucial en diversos procesos patológicos. De esta manera, la regulación de sus actividades mediante el uso de IPs, debido a su capacidad de formar complejos estables con proteasas blanco involucradas en dichas patologías, constituye un abordaje terapéutico muy interesante para el tratamiento de varias enfermedades humanas de gravedad tales como cáncer, infecciones parasitarias, fúngicas y virales, así como también afecciones inflamatorias, inmunológicas, respiratorias, cardiovasculares y Alzheimer, lo que representa en la actualidad, la principal aplicación de esta clase de sustancias. Por otra parte, los IPs de origen vegetal también han sido escasamente explorados, por lo que el hallazgo de nuevos IPs podría contribuir a ser utilizados como herramientas terapéuticas alternativas a las ya existentes. Como nombráramos anteriormente, las fuentes naturales vegetales apenas han sido investigadas en lo que respecta a este tipo de moléculas, razón por la cual, en este trabajo se exponen los resultados obtenidos hasta el momento, luego de estudiar diversas especies vegetales originarias de América latina entre las cuales destacamos: Frutos de la Familia: Bromeliaceae, (Bromelia pinguin), Rubiaceae (Morinda citrifolia), Asclepiadaceae (Araujia hortorum, Araujia angustifolia), Caricaceae (Carica papaya), entre otros, a partir de los cuales se obtuvieron, aislaron y estudiaron una gran diversidad de proteasas; y Frutos y Tubérculos de (Solanum tuberosum, Capsicum annuum, Solanum melongena), familias ricas en inhibidores de proteasas; así como también especies autóctonas tales como Oxalis tuberosa (Oxaliaceae)y Ullucus tuberosus (Basellaceae) entre otras especies estudiadas. En lo referido a estudio de proteasas, mi grupo de trabajo ha aislado, caracterizado y clonado diversas peptidasas cisteínicas de la flora autóctona de las especies Araujia hortorum Fourn., Araujia angustifolia, Asclepias curassavica L. y Bromelia pinguin L. En lo que respecta a inhibidores de proteasas, se estudiaron tubérculos de S. tuberosum subespecie andigenum (papas andinas), utilizando las variedades imillanegra, churqueña, malcacha y sacampaya roja, en las que se han hallado inhibidores de cisteín, serín y metalocarboxi peptidasas. Dentro de la misma familia se estudiaron tubérculos de S. tuberosum subespecie tuberosum variedad desirée; en esta muestra vegetal se encontraron inhibidores de metalocarboxipeptidasas (carboxipeptidasa A y B). Todos estos inhibidores son de naturaleza peptídica. Algunos de ellos se caracterizaron por SDS-PAGE, isolectroenfoque, espectrometría de masas (MALDI-TOF) y PMF; otros han sido clonados y expresados en forma recombinante en bacterias. Finalmente se evaluaron propiedades antimicrobianas de dichas moléculas cuyos resultados preliminares son sumamente alentadores. Debido a esto, son muchas las razones por las cuales la tecnología moderna debe continuar avanzando en la búsqueda de productos naturales con propiedades biológicas y aprovecharse de la gran biodiversidad que ofrece la biomasa vegetal nativa. Por este motivo se propone ampliar dicho estudio e investigar nuevas biomoléculas de origen natural como potenciales fuentes de compuestos bioactivos de alto valor biotecnológico.