Compuestos del cannabis y la pimienta negra muestran potencial contra el cáncer cerebral más agresivo

 Reducir los efectos secundarios de la quimioterapia y mejorar la calidad de vida de los pacientes con glioblastoma multiforme, un tumor cuya supervivencia a cinco años es inferior al 5 %, sería posible gracias a compuestos derivados de la planta de cannabis y de la pimienta negra. Los resultados obtenidos en laboratorio muestran que estas sustancias tienen potencial para complementar el tratamiento de uno de los cánceres cerebrales más agresivos que existen.

El glioblastoma multiforme es el cáncer cerebral primario más agresivo, que crece rápidamente, invade el tejido sano del cerebro y suele reaparecer incluso después del tratamiento.

Además de poner en riesgo la vida de los pacientes, provoca secuelas que deterioran significativamente su calidad de vida, entre ellas epilepsia y otras alteraciones neurológicas asociadas tanto con el tumor como con los tratamientos disponibles.

Este tipo de cáncer afecta con mayor frecuencia a los hombres, y aunque se puede presentar a cualquier edad, suele diagnosticarse alrededor de los 64 años. En países como Estados Unidos se reportan cada año cerca de 3,19 casos nuevos por cada 100.000 habitantes. A pesar de ser una enfermedad poco frecuente, las opciones terapéuticas siguen ofreciendo resultados limitados y suelen producir efectos secundarios importantes.

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Para el 2040 se estima un aumento en la incidencia y la mortalidad en los casos cáncer de cerebro y otras enfermedades del Sistema Nervioso Central

Source: GLOBALCAN

Frente a este panorama, el químico farmacéutico Andrés Turizo Smith, doctor en Oncología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), decidió explorar una alternativa poco convencional: evaluar el potencial terapéutico contra este tipo de cáncer de compuestos presentes en la planta de cannabis (Cannabis sativa) y en la pimienta negra (Piper nigrum).

Los cannabinoides son compuestos naturales presentes en la planta de cannabis; de estos se analizaron principalmente el cannabigerol y el cannabicromeno, los cuales mostraron una potente actividad citotóxica, es decir que fueron capaces de inducir la muerte de las células cancerosas.

La efectividad de estos compuestos se observó con dosis significativamente más bajas que las usadas con medicamentos de quimioterapia como la temozolomida y el cisplatino, utilizados para tratar este tipo de cáncer, y que, para lograr un efecto similar, requieren concentraciones más altas. Esto resulta especialmente importante porque el glioblastoma multiforme es conocido por desarrollar resistencia a la quimioterapia convencional.

“A medida que el cáncer se vuelve más agresivo y maligno, el tejido pierde las características propias de las células normales y empieza a comportarse de manera similar a una célula madre. Se vuelve ‘egoísta’, pues su único fin es crecer, proliferarse y expandirse. Además, altera el sistema inmune para favorecer su propio crecimiento”, señala el investigador.

Precisamente por ello resalta que los compuestos del cannabis analizados mostraron que, cuanto más agresivo era el cáncer, mayor era el efecto de los cannabinoides sobre las células tumorales: el tejido tumoral se vuelve más sensible a la acción de estos compuestos.

Hallazgos que abren nuevas posibilidades terapéuticas

Luego de analizar 20 muestras de tumores de pacientes colombianos, el investigador identificó que el 67 % expresaba la proteína PTEN-induced kinase 1 (PINK1), la cual participa en la eliminación de las mitocondrias dañadas (estructuras que generan la energía de las células) y ayuda a regular su funcionamiento.

Como PINK1 no se expresa en las células normales, ofrece una oportunidad para diseñar terapias dirigidas que ataquen directamente el tumor, reduciendo los efectos adversos y evitando el daño sobre el tejido sano, a diferencia de la quimioterapia convencional.

Además, los resultados de la investigación mostraron que estos compuestos del cannabis ayudarían a aliviar algunos síntomas asociados con el glioblastoma, especialmente las crisis epilépticas.

“Los compuestos tienden a ser neuroprotectores, es decir que ayudan a proteger las neuronas; antiinflamatorios, porque disminuyen la inflamación; y antiepilépticos, ya que ayudan a controlar las crisis epilépticas. Este último efecto es especialmente importante para tratar el glioblastoma multiforme, porque entre el 30 y 50 % de los pacientes presentan epilepsia debido a la ubicación del tumor”, asegura el experto.

Otro hallazgo fue la capacidad que tendrían estos compuestos para llegar hasta el cerebro. Mediante el uso de la técnica in silico (una simulación por computador que permite predecir cómo se comportaría una sustancia en el organismo antes de realizar pruebas de laboratorio) se demostró que la mayoría de los cannabinoides analizados tienen alta probabilidad de atravesar la barrera hematoencefálica, una barrera natural que protege al cerebro y controla qué sustancias pueden entrar o salir de él.

Lograr atravesar esta barrera representa un avance importante, ya que los tratamientos convencionales para este tumor cerebral tienen dificultades para penetrarla, con excepción de la temozolomida.

“Los cannabinoides suelen tener baja absorción gastrointestinal porque el cuerpo es mayoritariamente agua. Sin embargo, al ser compuestos con afinidad por las grasas (lipofílicos), atraviesan con gran facilidad la barrera hematoencefálica”, explica el investigador.

Entre los compuestos con mayor probabilidad de llegar al cerebro, los análisis ubicaron el cannabicromeno, el cannabigerol, el cannabidiol y el tetrahidrocannabinol, junto con la piperina y el beta-cariofileno de la pimienta negra.

El investigador aclara que aunque estos hallazgos se obtuvieron en pruebas de laboratorio y aún requieren nuevas etapas de investigación, los resultados son prometedores porque contribuirían a mejorar la calidad de vida de los pacientes diagnosticados con este tipo de cáncer, al reducir los efectos secundarios del tratamiento convencional, que combina cirugía, quimioterapia y radioterapia.

Añade que avanzar hacia ese objetivo también dependerá de que el apoyo a este tipo de investigaciones se fortalezca, ya que sus resultados se podrían traducir en nuevas alternativas terapéuticas para los pacientes con glioblastoma multiforme, especialmente para aquellos que enfrentan dificultades para acceder oportunamente a tratamientos especializados.

Cáscaras de coco prolongarían la vida útil de puentes y edificios

 Un residuo agrícola que normalmente termina desechado se podría convertir en un aliado para proteger puentes, edificios y otras estructuras. Al transformarlo en nanotubos de carbono, unas diminutas estructuras que refuerzan el cemento y lo hacen menos permeable, se retrasa la corrosión del acero, prolongando así la vida útil de las construcciones.

Detrás de este resultado hubo un reto adicional: aprender a fabricar los nanotubos de carbono a partir de residuos agroindustriales en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales.

La investigación surgió como una continuación del trabajo de grado del ingeniero físico Miguel Ángel Gómez Aristizábal, estudiante de la Maestría en Ciencias Físicas de dicha Sede, quien durante el pregrado estudió el comportamiento de estos nanomateriales en mezclas de cemento.

Para fabricar los nanotubos, el magíster eligió las cáscaras de coco porque son un residuo abundante y rico en carbono, elemento esencial para obtener este tipo de materiales imperceptibles al ojo humano.

Primero las sometió a un proceso de pirólisis (calentamiento en ausencia de oxígeno) para obtener un carbón vegetal conocido como biocarbón. Luego mezcló ese material con sales metálicas que actúan como catalizadores (sustancias que aceleran una reacción química) y lo sometió a irradiación en un horno microondas doméstico. Así obtuvo los nanotubos de carbono.

Antes de incorporar los nanotubos al cemento fue necesario modificar la superficie de estos para que se pudieran dispersar uniformemente en el agua, evitando así la formación de grumos que afectarían el comportamiento del material durante los ensayos.

“Queríamos ampliar el estudio porque en el pregrado el tiempo era muy corto. Además, nos propusimos aprender a sintetizar los nanotubos aquí mismo en la Universidad, ya que no existía una ruta definida para producirlos”, explica el estudiante Gómez.

Con los nanotubos ya sintetizados preparó diferentes muestras de cemento y agua. Durante 60 días las expuso a una solución salina que reproduce las condiciones a las que están sometidas muchas estructuras ubicadas cerca del mar. Después comparó el comportamiento de muestras sin nanotubos, con nanotubos comerciales y con los obtenidos a partir de las cáscaras de coco.

Los ensayos demostraron que los nanotubos obtenidos a partir de cáscaras de coco redujeron entre un 50 y 70 % la velocidad de corrosión del acero durante las primeras etapas del experimento.

Aunque los nanotubos comerciales mostraron un mejor desempeño inicial, el estudio comprobó que un residuo agroindustrial se puede convertir en una alternativa prometedora para fabricar este tipo de materiales.

El enemigo silencioso del concreto

Aunque el concreto parece un material sólido e impermeable, con el paso del tiempo el agua y las sales pueden atravesarlo y llegar al acero que lleva en su interior para darle resistencia. Cuando esto ocurre, el metal comienza a corroerse, aumenta de volumen y genera grietas que reducen la vida útil de la estructura.

“Lo que demostramos es que los nanotubos actúan como una barrera que dificulta el paso de los agentes corrosivos a través del cemento. Así retrasan el momento en que estos alcanzan el acero y comienza el proceso de corrosión”, explica el investigador.

El mayor efecto de los nanotubos se observó durante los primeros días del ensayo, cuando el cemento aún se está endureciendo y resulta más vulnerable al ingreso de agua y sales. A medida que el material se compacta de forma natural, esa protección aumenta y las diferencias entre las muestras se reducen.

Aunque el mismo grupo de investigación ya había demostrado que los nanotubos pueden mejorar algunas propiedades mecánicas del cemento, en esta ocasión el objetivo fue evaluar exclusivamente su capacidad para retrasar la corrosión del acero.

Los ensayos se realizaron solo con una mezcla de cemento y agua, un modelo ampliamente utilizado para estudiar con precisión el comportamiento del material antes de incorporarlo al concreto empleado en las construcciones.

Ahora el reto será comprobar si estos resultados también se mantienen cuando los nanotubos se incorporen al concreto, en donde intervienen agregados como arena y grava, además de otras condiciones propias de las obras civiles.

“Nuestro propósito es que estos nanotubos se puedan utilizar en construcciones expuestas a condiciones altamente corrosivas, como las zonas costeras. Si esa tecnología se aplicara en este tipo de estructuras sería posible prolongar su vida útil y reducir los costos de reparación y mantenimiento”, concluye el ingeniero físico.

La investigación fue dirigida por la profesora Laura María Echeverry Cardona, de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP), y codirigida por la profesora Elisabeth Restrepo Parra, del Departamento de Física y Química de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNAL Sede Manizales y directora del Centro de Innovación y Desarrollo Tecnológico INNterfaz.