El uso de extractos de plantas medicinales mexicanas para el tratamiento de diversas enfermedades, incluido el cáncer, es una práctica común dentro de la medicina tradicional y en muchas ocasiones con resultados alentadores. En México, las especies de enredaderas pertenecientes a la familia de las convolvuláceas y conocidas popularmente como quiebraplatos o camotes, se han utilizado como purgantes y constituyen una fuente importante de oligosacáridos biodinámicos. Estos compuestos se purifican a partir de mezclas complejas denominadas con el nombre genérico de resinas glicosídicas y constituyen una serie de principios mayoritarios que han demostrado diversas actividades biológicas de interés terapéutico como una moderada citotoxicidad contra células P388 (neoplasma linfoide de ratón) y células humanas de cáncer mamario (MCF-7), además de una actividad antibacteriana selectiva contra cepas de Staphylococcus aureus y Mycobacterium tuberculosis. Recientemente, se describió el potencial inhibidor de los oligosacáridos pertenecientes a la serie de las orizabinas y murucoidinas sobre la proteína membranal MDR NorA en S. aureus, compuestos inactivos desde el punto de vista microbiológico, por lo que al combinar estos productos naturales con antibióticos comerciales (e.g. tetraciclina y meticilina) se logró revertir la resistencia e incrementar la susceptibilidad del microorganismo a los agentes antimicrobianos. Estos hallazgos constituyen el punto de partida para el planteamiento conceptual y el establecimiento de los lineamientos que orientan la investigación dirigida al desarrollo de las resinas glicosídicas aisladas de especies selectas de las convolvuláceas como agentes terapéuticos. La actividad inhibidora demostrada por estos principios bidodinámicos sobre el fenómeno de la MDR a través de la modulación de la proteína membranal NorA en cepas de Staphylococcus aureus permite suponer que estos principios anfipáticos, muchos de ellos con un alto grado de lipofilicidad (hidrofóbicos) y una baja o nula citotoxicidad (CI50 >20 ug/ml), constituyan un sustrato para la Gp-P y, por lo tanto, modulen el transporte transmembranal de los agentes antineoplásicos. De esta forma, la acción de los oligosacáridos presentes en las resinbas glicosídicas cuando se utilicen en terapias combinatorias con agentes antineoplásicos revertirá la resistencia que generan las células malignas en ensayos in vitro e incrementar la toxicidad (efectividad) de los principios activos. El desarrollo de potentes inhibidores de la Gp-P con baja toxicidad es una alternativa para superar la interferencia indeseable de esta familia de transportadores transmembranales. De esta forma, se demostrará el potencial de los fitofármacos para revertir la MDR en células tumorales y en microorganismos patógenos (cepas MDR Gram positivo, Staphylococcus aureus, así como en cepas Gram negativo, Escherichia coli Rosetta gami)._x000D_ En este contexto, se eligieron para la realización del presente proyecto de investigación las resinas glicosídicas de especies selectas de convolvuláceas medicinales pertenecientes al género Ipomoea. Los resultados de los análisis fitoquímicos preliminares han demostraron que las resinas de esta especie están constituidas por oligosacáridos cuyos núcleos consisten de dos a siete unidades monosacáridas con un amplio espectro de polaridad que incluye constituyentes lipofílicos solubles en disolventes orgánicos apróticos (hexano, éter o cloroformo) hasta resinas polares solubles en agua. El aislamiento mediante HPLC y la caracterización de la composición química de estos compuestos permitirá ampliar el escaso conocimiento relacionado con la diversidad estructural de estos metabolitos biodinámicos y permitirá realizar un ánalisis conformacional tanto experimental (RMN y cristalografía de rayos X) como teórico (mecánica y dinámica molecular) para establecer la relación entre la estructura química y la actividad biológica e identificar los requerimientos estructurales para su actividad biológica. De esta forma, el presente proyecto dará continuidad a las investigaciones iniciadas con este grupo de productos naturales y contribuirá al desarrollo futuro de los resinas glicosídicas de las convolvuláceas como agentes antineoplásicos y antimicrobianos con aplicación terapéutica en el tratamiento de enfermedades refractarias._x000D_ _x000D_

Los efectos biológicos que se han demostrado para las resinas glicosídicas de las convolvuláceas permiten planificar importantes aplicaciones de estos compuestos en el diseño de medicamentos que en las terapias de combinación sean capaces de revertir el fenómeno de la resistencia a fármacos desarrollado por las células cancerígenas (e.g., mediante la inhibición de la actividad de la glicoproteína-P), así como la observada en microorganismos patógenos hospitalarios (e.g., inhibición de las proteínas membranales TetK en cepas hospitalarias de Staphylococcus aureus que les confiere el feneotipo de multirresitencia a diversos antibióticos) y, en consecuencia, potenciar la actividad de agentes terapéuticos de aplicación clínica y contribuir a la reintroducción de otros que han pérdido su eficacia. La resistencia de las células malignas en tumores humanos es uno de los problemas de la quimioterapia y para enfrentarla se diseñan terapías de combinación para potenciar la acción de los agentes antineoplásicos administrados a través de la administración de “cocteles” de agentes citotóxicos que presenten diferentes mecanismos de acción. Sin embargo, los efectos tóxicos secundarios seguirán persistiendo debido a las dosis administradas. También, en la aplicación clínica de agentes antibióticos hay una necesidad urgente para la identificación de nuevos compuestos para combatir la resitencia observada en las cepas hospitalarias, así como la disminución de sus dosis efectivas. Una aproximación para solucionar este problema es el empleo de inhibidores de los sistemas proteícos transmembranales de transporte dependiente de ATP que se activan para bombear a los agente tóxicos (i.e., antineoplásicos o antibióticos) fuera de la célula y evitar que el fármaco alcance la concentración necesaria para ejercer su efecto en el interior celular. La identificación de las resinas glicosídicas de las convolvuláceas como inhibidores de estos sistemas transportadores contribuirá al desarrollo de productos fitofarmacéuticos de utilidad en terapías de combinación para el tratamiento de enfermedades refractarias. El empleo de estos productos con baja o nula citotóxicidad en combinación con agentes terapeúticos facilitará la reintroducción al uso clínico de agentes que han perdido su eficacia, e.g. los antibióticos como la meticilina._x000D_ Evidentemente, el desarrollo del presente proyecto ha contemplado el empleo de técnicas analíticas para el aislamiento, la purificación y la elucidación estructural de los principios biodinámicos a partir de las complejas mezclas de resinas, permitiendo el inicio de una serie de investigaciones con este tipo de metabolitos secundarios que debido a sus propiedades físico-químicas (disolventes polares próticos, peso molecular elevado que dificulta la caracterización estructural) han sido relegados por la investigación de los productos naturales de origen vegetal que principalmente se enfoca a la caracterización de metabolitos lipofílicos de bajo peso molecular. El aislamiento mediante HPLC y la caracterización de la composición química de estos compuestos permitirá ampliar el escaso conocimiento relacionado con la diversidad estructural de estos metabolitos biodinámicos y permitirá realizar una exploración de la relación entre la estructura química (análisis conformacional) y la actividad biológica in vitro que permitan establecer los requerimientos estructurales para potenciar su actividad como moduladores del fenónemo de la resistencia a fármacos antineoplásicos y antibióticos. Los resultados del presente protocolo servirán de punto de partida para la consolidación de una nueva línea de investigación tendiente al desarrollo de substancias novedosas con actividades antimicrobianas y antineoplásicas cuyos esqueletos se basan en oligosacáridos de alto peso molecular. Finalmente, la presente propuesta de investigación contribuye ampliamente al incremento de las alternativas existentes en el manejo de los recursos naturales de nuestro país y, como una consecuencia lógica, promoverá la conservación de la flora nacional de interés comercial para su empleo como materias primas en la industria farmacéutica mediante la participación de especialistas en las ciencias químicas y farmacéuticas. Los resultados que se obtengan de la presente investigación multidisciplinaria en las áreas de la Química, la Farmacia y la Farmacognosia formarán parte de las tesis de maestría y doctorado de seis alumnos de posgrado y tres de licenciatura._x000D_