Entrevista al doctor Juan Vázquez Martínez*, titular del grupo de investigadores mexicanos que descubren los efectos antivirales de la Pimienta Negra para combatir al COVID-19.
El coronavirus tipo 2 del Síndrome Respiratorio Agudo Grave (SARS-CoV-2) se ha posicionado como la enfermedad del siglo XXl. Al día 13 de octubre de 2020 se han registrado más de 37,9 millones de contagios y más de un millón de fallecidos en todo el mundo. Dr. Juan Vázquez Martínez, gracias a usted y al equipo de científicos mexicanos que forman parte del hallazgo, el panorama sombrío de la pandemia provocada por el coronavirus comienza a adquirir tintes de luz. Por ello, ¿podría describirnos cuáles fueron los hallazgos de su investigación?
Encontramos que un grupo de compuestos conocidos como piperamidas y alcamidas tienen gran potencial para interferir con algunas de las enzimas clave en proceso de infección del virus. Tanto la enzima humana ACE2, como las enzimas virales Mpro y RdRp. Estos compuestos se distribuyen en plantas, particularmente en las familias Piperaceae y Heliantheae, cuyos miembros representativos pueden ser la pimienta negra y el chilcuague, respectivamente. El mejor resultado se obtuvo para el complejo de la piperamida dimérica llamada piperciclobutanamida B con la Mpro viral. En las simulaciones realizadas, este complejo piperciclobutanamida B-Mpro resultó muy estable, por lo que este compuesto es el principal candidato para usarse como antiviral en contra de este virus.
¿Cuáles son las propiedades de las alcamidas y las piperamidas y sus posibles efectos contra el virus SARS-CoV-2?
Estos compuestos químicamente pertenecen al grupo de las amidas y más generalmente al de los metabolitos nitrogenados naturales, que son bioactivos sobre muchos sistemas y organismos. En trabajos previos de nuestro grupo hemos descrito la bioactividad tanto de alcamidas y piperamidas sobre bacterias, hongos, plantas e insectos. También existen algunos reportes de su actividad sobre el virus. Por lo anterior nos dimos a la tarea de investigar su potencial contra el SARS-CoV-2.
¿Cuál es el potencial farmacológico de dichos inhibidores?
Estos compuestos, y en específico la piperciclobutanamida B, tienen el potencial para unirse de manera estable a la proteasa principal (Mpro) del virus, y por lo tanto interferir con su actividad. La Mpro es una de las proteínas no estructurales fundamentales para que el virus complete su ciclo dentro de las células. La función de la Mpro es cortar las poliproteínas que, de esta manera, dan origen a las proteínas necesarias para la replicación del virus. Además, se observó mediante determinación del perfil de absorción, distribución, metabolismo y excreción (ADME), y regla de 5 de Lipinski, que estos compuestos tienen el potencial farmacológico para su administración oral en humanos.
¿Cuáles fueron los procesos y las técnicas utilizadas para realizar los estudios?
Esta parte del proyecto consistió es realizar simulaciones en computadora para determinar el potencial inhibitorio de alrededor de 100 compuestos tipo alcamida y piperamida contra 3 enzimas relacionadas con el proceso infectivo del virus. Los ensayos in silico incluyeron técnicas de acoplamiento molecular (molecular docking), dinámicas moleculares, perfil ADME, regla de Lipinski de 5 y regla de Jorgensen de 3. En conjunto estas técnicas de modelado molecular nos permitieron obtener las predicciones descritas para estos compuestos: el potencial para inhibir la replicación del virus y para administrarse oralmente.
¿Qué información o evento los incentivó a realizar tal investigación?
El proyecto surgió del impacto económico y social generado por la pandemia de COVID-19 en nuestras poblaciones. Después de un análisis exhaustivo de la información disponible a inicios del 2020 sobre los antivirales propuestos y aprobados para combatir el virus, se llegó a la conclusión de que muchos de estos antivirales pertenecen al grupo de los metabolitos nitrogenados. Estos antivirales poseen grupos amido, cíclicos y aromáticos. Con estas observaciones y con el conocimiento previo de las características y propiedades de las alcamidas y piperamidas se planteó la posibilidad de su uso contra el virus. De esta manera se armó un equipo de expertos en toxicología, bioquímica, química, análisis químico, síntesis orgánica, productos naturales y modelado molecular, cuyas contribuciones llevaron a los resultados presentados.
¿Sugiere alguna ruta o línea de seguimiento para las investigaciones en curso o futuros experimentos?
Particularmente en nuestro caso, la ruta a seguir es continuar con la síntesis o purificación de los compuestos identificados para realizar ensayos in vitro de inhibición contra la proteasa Mpro del SARS-CoV-2. Para esta fase estamos buscando financiamiento. De manera general, la ruta debe ser la investigación continua sobre vacunas, tratamientos y protocolos médicos eficientes, accesibles y seguros. No solo para este nuevo virus, sino previniendo la aparición de cepas más agresivas.
¿Es posible saber qué concentración o cuánta cantidad de pimienta negra es necesario tomar para que sus componentes surtan efecto?
Sí, pero falta mucho por hacer. Primero hay que determinar el efecto inhibitorio de los extractos y/o de los compuestos puros sobre la Mpro in vitro. Después desarrollar protocolos de investigación para su estudio en animales de laboratorio y/o en humanos. Una vez sabiendo esto y que la pimienta negra contiene 1.2 mg por kg de los compuestos más activos y alrededor de 50 mg por kg de los menos activos se puede realizar el cálculo. Pero podemos predecir que podría ser demasiada, por lo que lo ideal sería purificar o sintetizar los compuestos.
Según su propia experiencia, ¿cuál es el mayor reto en los tiempos actuales para los científicos e investigadores que luchan contra el COVID-19?
Considero que el mayor reto es llegar a una ciencia social, es decir, que la ciencia llegue a difundirse y entenderse plenamente en la sociedad. Que la sociedad se dé cuenta de que estamos en el mismo equipo. La mayoría de los que nos dedicamos a la investigación tenemos la intención de contribuir al desarrollo económico y tecnológico del país. Necesitamos que la inversión en educación, ciencia y tecnología se mayor y se reparta a todas las instituciones educativas que realizamos investigación. También, los científicos debemos desarrollar la capacidad de transmitir la información de manera que se comprenda fácilmente, alejarnos por un momento del lenguaje técnico y manejar el lenguaje coloquial. Esto debe realizarse en un ambiente de armonía, entre las demandas de los investigadores y las necesidades de la sociedad, donde el Gobierno sea el interlocutor invisible cuya función principal sea propiciar la investigación de primer nivel y la apropiación social del conocimiento. Para poder fomentar de manera sostenible la investigación en el país, se tienen que desarrollar programas de inversión acumulada donde se garantice que cada centavo invertido impactará de manera benéfica a algún sector de la sociedad o problema prioritario, en el corto, mediano o largo plazo. Debido a la relevancia de la investigación, el 25 de agosto del 2020 la Sociedad Química Estadounidense (American Chemical Society) publicó como artículo libre el descubrimiento del académico Juan Vázquez Martínez e investigadores mexicanos. El artículo original puede consultarse en la revista Journal of Physical Chemistry Letters en el siguiente enlace: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.0c01685
Redacción: Editorial CLIR
*El Dr. Juan Vázquez Martínez, titular de la investigación aludida, es miembro regular de la American Chemical Society, cuenta con perfil PRODEP, pertenece al Sistema Nacional de Investigadores del CONACyT Nivel 1, al cuerpo académico ITESI-CA-8 y es Investigador del Programa Educativo de Ingeniería Bioquímica del Tecnológico Nacional de México (TecNM), campus Instituto Tecnológico Superior de Irapuato (ITESI). Cuenta con Licenciatura en Ingeniería Bioquímica con especialidad en Ingeniería Ambiental por el Instituto Tecnológico de Morelia, Maestría y Doctorado en Biotecnología de Plantas por el CINVESTAV-IPN, Posdoctorado en el Laboratorio de Química de Productos Naturales del CINVESTAV-IPN Irapuato. Dos años de incorporación al TecNM/ITESI, durante los cuales ha estado trabajando en proyectos de investigación relacionados con la bioactividad de compuestos de origen natural y sintético, especialmente ésteres y amidas de ácidos grasos insaturados. Los investigadores que forman parte de la investigación son: Dr. Juan Manuel Gutiérrez-Villagomez, MC Tonatiu Campos García, Dr. Jorge Molina-Torres, Dra. Mercedes G. López. En colaboración con el INRS: Institut National de la Recherche Scientifique (Canadá) y el Cinvestav Irapuato. RTVE.es (2020, octubre 13).