APRENDIZAJE DESDE EL CAPITAL NATURAL
Hongos, estatinas y bioutilización al servicio del control del colesterol.
Las estatinas son fármacos que reducen los niveles elevados de colesterol circulante que unido a las lipoproteínas de baja densidad (LDL) originan enfermedades cardiovasculares. El colesterol circulante se origina de dos formas, por una parte mediante la activación de una vía sintética de esteroides, en la cual una reductasa cataliza la formación de mevalonato a partir de 3-hidroxi-3- metilglutaril coenzima A (HMG-CoA). Por otra parte, se origina mediante los alimentos. Para eliminar el colesterol del organismo se requiere de un emulsificador (apolipoproteína) que circula en la sangre. Sin embargo, existen diferentes lipoproteínas, las de “baja densidad” (LDL) se encarga del acarreo del colesterol hacia los tejidos; cuando la concentración del colesterol unido a LDL se eleva, genera enfermedades cardiovasculares. Y las lipoproteínas de “alta densidad” (HDL) conducen el colesterol total al hígado para su eliminación, evitando así su acumulación en la pared vascular (Zárate et al. 2009).
Las estatinas por tener una estructura similar a la enzima HMG-CoA reductasa, se unen de manera reversible al sitio activo de la enzima a concentraciones nanomolares, desplazando de manera efectiva el sustrato natural, la HMG-CoA, que se une a concentraciones micromolares Badimon (2011:1).
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
TECNOLOGÍA NATURAL: compuestos químicos de algunos los hongos
A mediados de los años sesenta, el bioquímico japonés Akira Endo de la Universidad de Tohoku interesado en los análisis sobre la biosíntesis del colesterol de Konrad Bloch, ganador del Premio Nobel en 1964, se dedicó al estudio de la bioquímica del colesterol y otros lípidos. Comenzó en 1966 su investigación sobre la HMG-CoA reductasa, una enzima controladora de la velocidad en la síntesis de colesterol, en el Departamento de Biología Molecular en el Colegio Albert Einstein de Medicina (AECM), en Estados Unidos.
En 1976, aisló el hongo Penicillim citrinum la primera estatina, denominada mevastatina, la cual fue probada como inhibidor del colesterol en pruebas realizadas en animales. Posteriormente, en el año 1979, el Dr. Endo aisló 3 compuestos análogos a la mevastatina: monacolin J, monacolin K, monacolin L—, provenientes del hongo Monascus ruber. Según lo plantea Endo (2004:4) de estos tres compuestos, la monacolina K, fue ligeramente más eficaz en la inhibición de la HMG-CoA reductasa que mevastatina.
Los científicos de la empresa famarcéutica Merck, Alfred Alberts y Julie Chen, en el año de 1978, descubrieron la mevinolina aislada del hongo Aspergillus terreus. La mevilonina (comúnmente conocida como lovastatina) fue patentada en el año 1979 por Merck, sin embargo después de algunas pruebas se concluyó que la mevinolina era igual a la monacolina k. Lo cual produjo ciertos problemas de derechos autor, porque a pesar de que la mevinolina se había descubierto primero, la monacolina k se había patentado antes. Lo cual implicó que en Estados Unidos y varios países se aprobara la mevinolina frente a la monacolina k porque es prioridad en estos países quien realiza primero el descubrimiento.
En 1980, Merck comenzó los estudios clínicos de la lovastatina. En el año 1986, Merck presentó una solicitud de nuevo fármaco para la lovastatina a la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) en Estados Unidos. El comité de la organización aprobó el fármaco para ciertos pacientes cuyos niveles de colesterol elevado no puede ser bajado con la dieta u otros métodos no farmacológicos. En 1987, la FDA anunció que había aprobado la lovastatina. El nombre comercial de lovastatina es Mevacor® (Endo 2004:7).
La mevastatina y la lovastatina impulsaron en años posteriores la creación de nuevas estatinas. Por ejemplo, la simvastatina producida mediante una alteración química del hongo Aspergillus terreus. Su nombre comercial es Zocor®. La pravastatina producida mediante alteración microbiana de compuestos del hongo Nocardia autotrophica. Su nombre comercial es Pravachol®. Por último, se produjeron compuestos sintéticos, tales como fluvastatina y atorovastatin, rosuvastatina y pitavastatina.
CLASIFICACIÓN
El aprendizaje natural que se asocia con las estatinas es la bioutilización, debido a que es un fármaco en el que el proceso de producción de las estatinas de primera generación aisló un componente natural de algunas especies de hongos. Si bien, de acuerdo con Chegwin et al. (2012), podría distinguirse entre dos grupos de estatinas: las naturales o generadas por procesos de fermentación conocidas como estatinas del tipo I y las sintéticas o del tipo II; es claro que los primeros compuestos tienen su origen natural en los hongos micromicetos pero además deben ser considerados el punto de partida para la investigación y producción de segundo grupo, las estatinas sintéticas. En este sentido, el aislamiento del compuesto activo representa la modalidad más pura de bioutilización a la cual quizás podrías denominar bioutilización primaria y el uso como fuente de conocimientos que permiten un proceso de aprendizaje y posterior desarrollo tecnológico que conlleva a la producción de compuestos semisintéticos o sintéticos con propiedades análogas a las del compuesto biológico, al cual se podría denominar como bioutilización secundaria.
La relación de las estatinas con el aprendizaje del tipo bioinspirado se basa en el trabajo investigativo acerca de la capacidad que tienen algunos microorganismos para bloquear la reductasa de HMG-CoA al respecto Zárate et al. (2009:173) plantean que el estudio sobre las estatinas se inició bajo esta hipótesis. De esta manera, se puede evidenciar el rol fundamental que distintas especies de hongos han tenido en el proceso de investigación y producción de las estatinas. Incluso con la extracción de un compuesto del mismo hongo (Aspergillus terreus) se pueden obtener fármacos diferentes (simvastatina y lovastina), lo que muestra diferentes formas de bioutilización.