- El equipo de investigación liderado por el doctor Francisco Meléndez ha caracterizado teóricamente tres compuestos contra el cáncer de mama y seis contra diabetes.
A partir de compuestos de vanadio, en cuyo estudio teórico y experimental es pionera la BUAP, investigadores del Laboratorio de Química Teórica de la Facultad de Ciencias Químicas de la BUAP se encuentran en el umbral de diseñar nuevos fármacos antidiabéticos y anticancerígenos. Estos últimos, menos tóxicos que las terapias actuales -quimio y radioterapia- y con una mayor actividad biológica para inhibir la proliferación de células malignas.
Con el proyecto “Estudio teórico de diversos sistemas moleculares con actividad anticancerígena, usando supercómputo”, el grupo encabezado por el doctor Francisco Javier Meléndez, nivel III del Sistema Nacional de Investigadores, ha logrado la caracterización molecular de los compuestos de vanadio -contra diabetes mellitus y cáncer de mama-, el cual actúa como un conductor para llevar el fármaco específico al órgano o tejido dañado.
Se trata de los complejos de vanadio con estados de oxidación IV y V, caracterizados por su actividad antidiabética al estimular el transporte de glucosa y la síntesis de glicógenos, tanto en vivo como in vitro. A través de la Química Cuántica han diseñado teóricamente tres compuestos contra el cáncer de mama y seis para el tratamiento de la diabetes.
Durante los dos últimos años, los doctores Francisco Javier Meléndez, Norma Caballero Concha, Tom Scior, Ramsés Gutiérrez Ramírez y el maestro Aarón Benítez, de la FCQ, así como el doctor Enrique González Vergara, del Instituto de Ciencias de la BUAP, han trabajado con estos compuestos, usando dos métodos: Ab Initio y Docking.
A la fecha han logrado caracterizar teórica y experimentalmente los compuestos a partir de vanadio y han realizado simulaciones entre fármaco y proteína in vitro, logrando resultados alentadores.
Diabetes y cáncer, dos de los principales problemas de salud pública
La diabetes mellitus y el cáncer de mama ocupan los primeros lugares de mortalidad en México. Debido al incremento de la obesidad y el sedentarismo, cada año aumenta el número de diabéticos, por lo que se estima que en 2030 habrá más de 366 millones de personas con esta enfermedad.
A su vez, el cáncer de mama es el más frecuente en mujeres. Se prevé que para finales del 2016 se producirán más de 246 mil nuevos casos de incidencia y más de 40 mil muertes. Pese a que existen diversos tratamientos, ninguno es cien por ciento efectivo contra la diseminación del tumor maligno, por lo que se buscan opciones farmacológicas, entre éstas los compuestos con metales como el átomo de vanadio, que tienen predilección por las células cancerígenas.
Francisco Javier Meléndez, doctor en Química por la Universidad Complutense de Madrid, en España, explicó que ello se debe “a la afinidad que tienen con las enzimas glicolíticas, que se encuentran en gran número en las células cancerígenas, porque éstas presentan una alta actividad metabólica. También se ha encontrado que los compuestos de vanadio pueden inhibir la proliferación de las células tumorales y la iniciación de la apoptosis, además de promover alteraciones morfológicas en las células e inducir la generación de especies reactivas del oxígeno (ROS), las cuales tienen un papel importante en los efectos adversos de las células”.
El académico responsable de este proyecto agregó que “en el caso de la diabetes, la Proteína Tirosina Fosfatasa 1B (PTP1B) es uno de los mayores blancos, ya que se encuentra involucrada en la cascada de insulina, así como en la regulación metabólica que afecta la proliferación de tumores cancerosos. Por otro lado, el cáncer de mama, caracterizado por el crecimiento incontrolado de las células anormales que muchas veces proliferan en otros tejidos (metástasis), es uno de los problemas públicos que más afligen a nivel mundial”.
Actualmente el Cuerpo Académico BUAP-CA-263 y el Laboratorio de Química Teórica de la FCQ han sintetizado y evaluado experimental y teóricamente agentes anticancerígenos, que son precisamente compuestos con vanadio, los cuales han sido valorados en la línea celular MCF-7 y donde la producción de ROS parece ser el principal mecanismo de acción.
Los compuestos que contienen vanadio diseñados por el grupo, son series de dos tipos: una a partir de bases de Schiff (cáncer de mama) y otra de compuestos de vanadio como los llamados bisperoxo-oxo vanadato. A la fecha han caracterizado teóricamente tres compuestos contra el cáncer de mama y seis contra la diabetes.
“Por lo tanto, los estudios teóricos realizados usando métodos Ab Initio, Teoría de Funcionales de la Densidad (DFT) y Simulación Molecular Docking, utilizados en el Laboratorio de Química Teórica, permiten conocer más acerca de las estructuras moleculares, asignación del espectro IR, reactividad química y otras características de estos complejos”, precisó el doctor Meléndez, quien ha dirigido cuatro tesis de doctorado, 17 de maestría y 15 de licenciatura, autor de 46 artículos publicados en revistas indizadas y cuyos estudios han dado lugar a 860 citas.
En las últimas décadas, diversos metalo-fármacos han sido desarrollados y estudiados para actuar sobre diferentes fisiopatologías humanas, entre ellos el vanadio, un metal de transición con número atómico 23, situado en el grupo 5 de la tabla periódica de los elementos, descubierto en México en 1981, en cuyos estudios son pioneros los investigadores de la Máxima Casa de Estudios en Puebla.
