Tamizaje de las actividades antiviral, antibacteriana e inmunomoduladora de dos flavonoides sintéticos.

Los flavonoides son compuestos fitoquímicos polifenólicos que son ubicuos en las plantas y son responsables de una variedad de procesos biológicos. Estos compuestos se asocian con un grupo de metabolitos secundarios en las plantas y tienen varias subclases como flavonas, flavonoles, flavanonoles, flavanonas, isoflavonas y antocianidinas [5], antibacterianas Cushnie2005711[6]71171117Cushnie, T. P.Lamb, A. J.Antimicrobial activity of flavonoidsInt J Antimicrob AgentsInternational journal of antimicrobial agentsInt J Antimicrob AgentsInternational journal of antimicrobial agentsInt J Antimicrob AgentsInternational journal of antimicrobial agents343-562652005/12/03Anti-Bacterial Agents/chemistry/pharmacologyAnti-Infective Agents/chemistry/*pharmacologyAntifungal Agents/chemistry/pharmacologyAntiviral Agents/chemistry/pharmacologyEnergy Metabolism/drug effectsFlavonoids/chemistry/*pharmacologyHumansNucleic Acid Synthesis Inhibitors/chemistry/pharmacologyStructure-Activity RelationshipTerminology as Topic2005Nov0924-8579 (Print) 0924-857916323269PMC712707310.1016/j.ijantimicag.2005.09.002NLMeng[6], antifúngicas, antialérgicas, estrogénicas, antiinflamatorias, inmunomuduladoras EN.CITE.DATA [7-10] y antivirales EN.CITE.DATA [11-16] . Se ha reportado que los flavonoides son beneficiosos en la terapia antiviral EN.CITE.DATA [17] , contrario a los fármacos antivirales existentes que tienen actividades limitadas y muestran una toxicidad variable para los pacientes. Alternativamente, los fitoquímicos como los flavonoides tienen una amplia variedad de funciones biológicas y pueden usarse directamente como medicamentos. Otra alternativa, es la síntesis de nuevos fármacos basados en esta clase de productos naturales y por esto durante últimos años, muchas investigaciones se han esforzado por sintetizar más compuestos para evaluar su actividad antiviral EN.CITE.DATA [13, 18] y antibacteriana EN.CITE.DATA [6, 19] . Entre los mecanismos involucrados en la actividad antiviral de los flavonoides, se incluyen el bloqueo de la unión y la entrada de los virus en las células, inhibición de la replicación del ADN viral, de la traducción de proteínas, del procesamiento de poliproteínas durante la maduración viral, inhibición de la liberación viral, entre otros [19]. Los flavonoides también pueden modular el sistema inmunológico [20] y pueden ejercer actividad antibacteriana a través de la alteración de las membranas celulares, inhibición de la síntesis de ácidos nucleicos, interferencia con el metabolismo energético y por inducción de estrés oxidativo [21, 22]. Nuestro grupo de investigación ha ejecutado tres proyectos para estudiar la composición química, actividad antiviral y toxicidad in vitro e in vivo de compuestos obtenidos a partir de una especie medicinal exclusiva de Colombia llamada Achyrocline bogotensis, conocida tradicionalmente como Vira Vira. Esta hierba medicinal ha sido reconocida por tener propiedades antioxidantes, antitumorales, antimicrobianas, antiinflamatorias [23, 24] y más recientemente, reportamos sus propiedades antivirales contra virus que producen diarrea aguda en niños menores de 5 años (Rotavirus y Astrovirus), así como su baja toxicidad [25-27]. Estas actividades son compatibles con las que han sido atribuidas para los flavonoides, compuestos presentes en esta hierba medicinal [24, 28-30] y presentes igualmente en la fracción activa antiviral reportada por nuestro grupo de investigación, en la cual se identificaron por cromatografía de gases acoplado a espectrometría de gases (GC/MS) y resonancia magnética nuclear (RMN), dos flavonoides como compuestos mayoritarios [26, 27, 31], que representan las moléculas de interés del presente proyecto (nos reservamos los nombres de las moléculas por protección de información). Dentro de los resultados obtenidos, se determinó que tanto la coincubación de la fracción antiviral de A. bogotensis o de un producto fitoterapéutico de uso tradicional preparado industrialmente con un extracto de la misma planta, con partículas virales infecciosas de rotavirus y astrovirus o el tratamiento de células infectadas por estos mismos virus, reduce la cantidad de proteínas estructurales virales intracitoplasmáticas y la cantidad de virus infecciosos que salen de estas (reducción del rendimiento viral) [27, 31]. A partir de lo anterior, hipotetizamos que los dos flavonoides identificados en A. bogotensis son los principales causantes de la actividad antiviral descubierta, probablemente a través de la regulación del estrés oxidativo que se produce en la célula infectada, ya que su estructura contiene grupos hidroxilo en sus anillos fenólicos, lo que puede producir una disminución de la expresión génica viral. De aclarar, que un producto fitoterapéutico de uso tradicional como el que tenemos patentado, por contener una mezcla compleja de compuestos no se puede administrar por vía parenteral porque no es posible evaluar su farmacocinética, mientras que a los flavonoides sintéticos sí [32]. Varios virus (Ej. Dengue, Influenza, Rotavirus, Coronavirus, Virus del Herpes Simple, Virus del VIH, etc) y bacterias como Porphyromonas gingivalis, producen estrés oxidativo en las células o tejidos infectados para beneficiar su multiplicación, modular la muerte celular y a su vez su patogénesis [33-38], por esto, se ha aumentado el uso de compuestos antioxidantes como los flavonoides porque tienen un potencial terapéutico significativo [12-14, 17, 19]. Con base en lo anterior, es nuestro interés buscar compuestos activos multifuncionales como los flavonoides, los cuales representan nuevas estrategias de control contra infecciones y enfermedades importantes, utilizando moléculas sintéticas, en este caso, mediante la valoración de las actividades antiviral, antibacteriana e inmunomoduladora in vitro de dos flavonoides que puedan ser sintetizados y producidos a gran escala en Colombia. Los virus seleccionados para esta investigación son el Virus del Dengue (Tipos 1 al 4), Virus del Herpes Simple 1 (VHS-1) y Rotavirus los cuales producen enfermedades prevalentes a nivel global incluido Colombia [37-41], y la bacteria seleccionada es Porphyromonas gingivalis que es un importante patógeno de la cavidad bucal asociado a la Enfermedad de Alzheimer (EA) en conjunto con el VHS-1. El virus del dengue (DENV) es un virus que se transmite principalmente por mosquitos del género Aedes. Este virus produce una fase febril con dolor de cabeza y dolores musculares, seguido en algunas ocasiones de una fase crítica conocida como la fiebre hemorrágica del dengue que puede ser letal [42]. El VHS-1 es un virus envuelto con genoma de ADN bicatenario [43] que inicialmente infecta la boca y luego se aloja de forma latente en el sistema nervioso. En casos más graves, puede provocar gingivoestomatitis. El estrés, la exposición al sol, la fiebre u otros factores pueden desencadenar la reactivación del virus latente, provocando brotes recurrentes [43]. El HSV-1 puede llegar al cerebro y provocar encefalitis herpética grave o infecciones asintomáticas [43] y recientemente ha sido relacionado con la enfermedad de Alzheimer (EA) [44]. Los rotavirus (RV) son virus desnudos de triple cápside proteica y ARN doble cadena segmentado que infectan el intestino y producen enfermedad diarreica aguda (EDA) en una amplia diversidad de especies animales incluidas mamíferos y aves. Producen cambios deletéreos en la arquitectura del citoesqueleto y de las uniones estrechas celulares lo que termina en un acortamiento de la vellosidad intestinal y pérdida de su función [40, 45]. En conjunto, según la organización mundial de la salud estos tres virus han producido más de 1 billón de casos reportados de los cuales al menos 60 millones corresponden a casos de muertes (https://www.who.int/). Porphyromonas gingivalis es una bacteria anaerobia Gram negativa que forma parte de la microbiota oral humana y está asociada con enfermedades periodontales [46]. Es un patógeno clave en la gingivitis y la periodontitis debido a su presencia en biopelículas subgingivales, generando la destrucción de tejidos periodontales, evadiendo la inmunidad innata y adaptativa del hospedero y a su vez provocando una respuesta inflamatoria mediada por citocinas proinflamatorias que favorece la resorción del hueso alveolar [47]. Se ha reportado que P. gingivalis y el HSV-1, podrían contribuir de manera sinérgica a los procesos neuroinflamatorios y la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer [43, 48]. Esta bacteria tiene la capacidad de regular el estrés oxidativo propio y en el hospedero como mecanismo fundamental de su patogénesis [49]. Teniendo en cuenta que los virus y la bacteria seleccionados aumentan el estrés oxidativo durante su ciclo infeccioso y producen citoquinas proinflamatorias como parte fundamental de su patogénesis, se espera, que al menos uno de los dos flavonoides de interés exhiba efectos antimicrobianos (antiviral y antibacteriano) asociados a la reducción del estrés oxidativo celular y no ejerza una respuesta proinflamatoria. Para comprobarlo, se aprovechará la experiencia y sinergia de investigadores que pertenecen al Grupo de Investigación en Fitoquímica de la PUJ (GIFUJ), Grupo de Enfermedades Infecciosas (GEI) de la PUJ de la Facultad de Ciencias y el Centro de Investigaciones Odontológicas (CIO) de la Facultad de Odontología. La propuesta de valor del presente proyecto es la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas de antimicrobianos de amplio espectro, que puedan ser producidas a gran escala en Colombia. Se espera tener resultados favorables para generar nuevas propuestas de investigación que lleven a ejecutar validaciones in vitro y evaluaciones in vivo, pruebas de concepto y otros.