Efecto de extractos de plantas de la familia Asteraceae (género Pentacalia) de la Sabana de Bogotá sobre la plasticidad estructural y la transmisión sináptica neuronal.

Las enfermedades neurodegenerativas afectan en forma creciente a más personas en el mundo, debido en gran parte al aumento en la esperanza de vida de la población y a su estrecha asociación con el envejecimiento, lo que favorecerá que la prevalencia de estas patologías aumente en los próximos años. Por ejemplo, en los Estados Unidos se espera que la prevalencia de demencias aumente de 13,2 a 16,0 millones para mediados del siglo XXI (Den Dunnen, W.F et al, 2008). Así, en la enfermedad de Alzheimer se calcula que al año se diagnostican aproximadamente 1.300 casos nuevos por cada 100.000 personas mayores que superan los 65 años (Hirtz, D et al, 2007). Proyecciones para Colombia en el año 2015 apuntan a que aproximadamente 868.800 personas ingresen en la población de adultos mayores y en el 2050 habrá 15 millones de personas en esa edad (DANE, 1985-2015), por lo cual se espera que aumente también la prevalencia de las enfermedades neurodegenerativas en nuestro país. Datos de prevalencia de demencias, por ejemplo, muestran que 3 por cada 1.000 habitantes tienen riesgo de padecer de algún tipo de demencia (Pradilla GA, et al., 2003). La enfermedad de Alzheimer, el mal de Parkinson, la corea de Huntington, la demencia frontotemporal y la Esclerosis Lateral Amiotrófica son las enfermedades neurodegenerativas de mayor prevalencia y éstas se caracterizan por la pérdida progresiva e irreversible de las neuronas en áreas específicas del cerebro o en sistemas anatómico-funcionales, fenómeno conocido como neurodegeneración. Por lo anterior se ocasiona un deterioro de las actividades intelectuales o funciones cognitivas y en algunos casos de las funciones motoras del paciente, lo cual impacta negativamente en la calidad de vida del paciente y de las familias y acarrea altos costos para los sistemas de salud. Algunas características de los procesos neurodegenerativos son cambios a nivel molecular y celular que llevan a la generación de lesiones típicas de cada patología, procesos inflamatorios, citotoxicidad mediada por la liberación de calcio, aumento de radicales libres, agregación de proteínas y alteraciones en la neurotransmisión entre otros. Sin embargo, hasta el momento los medicamentos existentes sólo tienen efecto sintomático y no existen alternativas terapéuticas o farmacológicas que hayan mostrado utilidad y relevancia clínica para detener la progresión del proceso degenerativo. Por esta razón identificar moléculas que puedan ser candidatas a favorecer no solo la viabilidad de las neuronas y el mantenimiento de las conexiones sinápticas es promisorio en la prevención y el uso clínico-terapéutico en este tipo de enfermedades. En este sentido el grupo de Fitoquímica de la Pontificia Universidad Javeriana (PUJ), ha estado trabajando en los últimos años en la caracterización química de extractos de diferentes plantas de la familia Asteráceae de la Sabana de Bogotá. Los resultados obtenidos hasta el momento han mostrado la presencia de glucósidos de terpeno, cumarinas, cromógenos y flavonoides entre otras moléculas que ya han sido purificadas (Guzmán et al, 2008; Téllez et al, 1998; Torrenegra et al, 1980; Torrenegra et al, 1982; Torrenegra et al, 1989; Torrenegra et al, 2000; Torrenegra et al, 2007). Estudios recientes han mostrado que algunas de estas moléculas, en especial los flavonoides tienen la capacidad de modular la función neuronal incluyendo la memoria, el aprendizaje y la cognición, impactando positivamente en las neuronas aumentando la viabilidad celular y la integralidad de las conexiones sinápticas. Esto en parte se ha explicado por el papel que pueden ejercer algunos de estos flavonoides sobre las vías de señalización de las MAP y PI3 quinasas (Nagase et al, 2005; Maher et al, 2006; Schroeter et al 2007; Wang et al, 2011). Diferentes estudios han mostrado que durante el desarrollo y el funcionamiento normal del sistema nervioso, estas vías juegan un papel importante en la sobrevivencia, maduración y funcionamiento de las neuronas. Por ejemplo, se ha establecido que la activación de la vía de las PI3 quinasas es esencial para la sobrevivencia neuronal inducida por factores neurotróficos mientras que la activación de las MAP quinasas es esencial para inducir la ramificación de las dendritas y la potenciación de las conexiones entre las neuronas (Franke et al, 1997; Ha et al, 2008). Adicionalmente, se ha observado que en las enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson, Huntington y en algunos trastornos mentales como la esquizofrenia, la depresión, el autismo y el trastorno bipolar es característica la reducción en el número de dendritas, disminución de espinas y de conexiones sinápticas, lo que ocasiona déficit en la transmisión sináptica e incremento en el estrés oxidativo entre otros (Kalus et al 2000; Fazzari et al 2010; Hayashi et al 2012; Pattwell et al 2012). Por esta razón moléculas que puedan actuar a diferentes niveles de estas cascadas de señalización son promisorias para ser utilizadas con un gran potencial terapéutico. En este sentido, el grupo de Terapia Celular y Molecular del Departamento de Nutrición y Bioquímica y el grupo de Fitoquímica del Departamento de Química de la PUJ plantean en la presente propuesta identificar aquellos extractos de plantas de la familia Asteráceae (genero Pentacalia) de la Sabana de Bogotá puedan inducir plasticidad estructural y potenciación de la transmisión sináptica GABAérgica y glutamatérgica a través de la activación de la vías MAP y PI3 quinasas. Los resultados obtenidos en el presente proyecto servirán para seleccionar los flavonoides con potencial para ser evaluados en futuros experimentos con animales modelo para algunas de las enfermedades antes mencionadas. A su vez, para la identificación de estructuras químicas modelo que sirvan de base para la búsqueda de nuevas moléculas con potencial terapéutico en estos trastornos. Por último, el presente proyecto servirá para sentar las bases para el establecimiento de una librería de moléculas aisladas de plantas endémicas colombianas y de protocolos estándar para la evaluación de las mismas.