Evaluación del efecto biológico celular de un extracto de hojas de capuchina (Tropaeolum majus L.) sobre la funcionalidad de la célula β pancreática en un ambiente de glucolipotoxicidad

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Resumen, Estado del arte y Planteamiento del problema Las enfermedades crónicas (EC) como el cáncer, la diabetes tipo 2 (DT2), la enfermedad cardiovascular y respiratoria crónica son las responsables del 74% de las muertes anuales a nivel mundial, cada año mueren 17 millones de personas menores de 70 años por EC (Organización Mundial de la Salud - OMS, 2022). Según la OMS en el mundo se estima que 422 millones de personas tenían diabetes para 2014 y se calcula que en 2015 fallecieron 1,6 millones de personas por esta causa (Institute for Health Metrics and Evaluation., 2020). La Federación Internacional de diabetes estimó una prevalencia de DT2 en Colombia del 9,9% en adultos de 20 a 79 años, lo que implica un costo aproximado de 1772,8 USD por persona para el sistema de salud (International Diabetes Federetion, 2021). Según el Fondo Colombiano de Enfermedades de Alto Costo, se presentaron 1’426.574 casos diagnosticados de DT2 entre el 1 de julio de 2019 y el 30 de junio de 2020, siendo las mujeres el 57.0% del total de casos y los departamentos de Bogotá, Antioquia y Valle del Cauca los más afectados (Fondo Colombiano de Enfermedades de Alto Costo, 2020). Factores de riesgo ambientales y de comportamiento como los inadecuados hábitos alimentarios, el sedentarismo, entre otros, pueden contribuir con la obesidad, uno de los principales riesgos para el desarrollo de EC como la diabetes tipo 2. Sin embargo, los factores ambientales y de comportamiento son modificables, por lo que la primera forma de prevenir el desarrollo de EC es mediante el fomento de una alimentación más saludable. Se ha encontrado, por ejemplo, que el consumo de vegetales de hoja verde reduce el riesgo de desarrollar diabetes tipo 2 (Cooper et al., 2012), probablemente por el contenido de compuestos bioactivos presentes en algunos alimentos como frutas y vegetales. En la última década, se ha incrementado la investigación alrededor de fitoquímicos presentes en plantas comestibles como alternativa en la prevención y el tratamiento de EC. Compuestos bioactivos como los glucosinolatos (GLS) y sus productos de hidrólisis, los isotiocianatos, están presentes en plantas del orden Brassicales como las crucíferas y flores comestibles como Tropaeolum majus L.. comúnmente conocida como capuchina, estos compuestos se han relacionado con propiedades antiinflamatorias, anti microbianas e hipoglucemiantes (Chuang et al., 2020; Lee et al., 2009; Li et al., 2024). La capuchina es una especie vegetal comestible ampliamente distribuida en la región de Cundinamarca y empleada en nuestro país solo de manera ornamental, aunque en otros países es usada como ingrediente alimentario y fitoterapéutico en el manejo de enfermedades respiratorias y cutáneas. La capuchina es una de las principales fuentes del glucosinolato de bencilo o glucotropaeolina, además de otros compuestos bioactivos, como flavonoides y carotenoides (Calil Brondani et al., 2016; Garzón et al., 2015; Garzón & Wrolstad, 2009). La glucotropaeolina puede dar lugar al isotiocianato de bencilo (BITC) por acción de la enzima mirosinasa (tioglucosidasa glucohidrolasa, EC 3.2.3.1) presente en la planta o en la microbiota intestinal de los humanos, este compuesto atraviesa el epitelio intestinal y es el responsable de la actividad biológica (Halkier & Gershenzon, 2006). El efecto de isotiocianatos dietarios sobre la homeostasis de la glucosa se ha evaluado en varios tipos de células, en células de hepatoma BITC tiene la habilidad de modular la expresión génica y proteica de las enzimas gluconeogénicas (Guzmán-Pérez et al., 2016), en células musculares de ratón puede mejorar la tolerancia a la glucosa (Chuang et al., 2020) y en macrófagos murinos tiene efecto antiinflamatorio (Lee et al., 2009). Fu J et al, mostró que la estimulación de células β pancreáticas con el isotiocianato sulforafán incrementa la secreción basal de insulina (Fu et al., 2013). Otros autores han mostrado que el tratamiento de líneas celulares β pancreáticas RINm5F e INS-1(832/13) con isotiocianatos, previene el daño celular mediante un incremento de la respuesta antioxidante celular, dado que estos compuestos biológicos inducen la traslocación del factor transcripcional Nrf2 y la expresión de genes de enzimas de la fase 2, hemoxigenasa-1 (Hmox-1) y subunidad catalítica glutamato-cisteina ligasa (Gclc) (Carrasco-Pozo et al., 2017). El efecto inductor de la secreción de insulina y protector del daño celular de los isotiocianatos dietarios en células INS‑1 se ha asociado también con la inhibición de los factores dependientes de interferón γ (IFNγ), como la monokina inducida por IFN-γ (MIG), la proteína de 10 kDa inducible por IFN (IP-10) y la proteína T celular alfa quimoatrayente inducible por IFN (I-TAC); los anteriores efectos inhibitorios se asocian con una reducción en la expresión y en la fosforilación del factor 1 relacionado con IFN (IRF-1), el activador de la transcripción 1 (STAT-1) y la proteína kinasa B (PKB) (Park et al., 2017). La producción de insulina en células β pancreáticas cumplen un papel fundamental en la regulación de la homeostasis de glucosa en escenarios patológicos como la DT2, por esa razón, la búsqueda de compuestos biológicos que modulen la funcionalidad de la célula β pancreática puede permitir la identificación de alternativas que contribuyan con el tratamiento o la prevención de las complicaciones por la enfermedad. De acuerdo con la evidencia aquí resumida, los isotiocianatos dietarios presentes en plantas de la familia Brassica muestran un potencial en la regulación de la funcionalidad de la célula β pancreática, sin embargo, a la fecha se desconoce el efecto biológico de extractos etanólicos de hojas de la capuchina ricos en BITC sobre la secreción de insulina en células β pancreáticas en un ambiente de glucolipotoxicidad. Por esa razón, esta propuesta pretende responder a la siguiente pregunta de investigación: ¿Cuál es el efecto de un extracto de hojas de capuchina sobre la secreción de insulina en un contexto diabetogénico en células β pancreáticas INS 832/13? Referencias documento anexo (Anexo 1).
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