1. Búsqueda de Metabolitos Secundarios bioactivos de interés medicinal y agronómico, y su evaluación como sensibilizadores de organismos resistentes a xenobióticos Síntesis del Proyecto La búsqueda y caracterización de las substancias responsables de las propiedades alimenticias, medicinales, aromáticas, ecológicas, insecticidas, de pigmentación, entre otras, a partir de las fuentes naturales (plantas, animales, microorganismos) es de gran interés y ha generado un acervo significativo de conocimiento en todo el mundo, lo cual es particularmente importante en los países poseedores de biodiversidad como el nuestro, dado que precisamente este recurso es la fuente de nuevos metabolitos secundarios (MS). Es reconocido que el estudio de los MS puede enfocarse principalmente bajo una perspectiva ecológica amplia, proporcionando respuesta a la interrogante fundamental: ¿Cuál es el papel que desempeñan los MS (obtenidos en determinada especie) en la naturaleza? No obstante, bajo una perspectiva menos amplia pueden plantearse las siguientes preguntas ¿Cuáles son las propiedades biológicas de los MS? ¿Tienen potencial terapéutico, agronómico? ¿Cuál sería su aprovechamiento racional? Así, parte de la investigación referente a la química de los MS se ha centrado a la búsqueda de substancias efectivas contra especies (bacterias, hongos) o blancos (cultivos de tejidos, enzimas), lo cual ha generado hallazgos recientes en la terapéutica antibacteriana (antibióticos como ansamicinas, cefalosporinas de quinta generación, etc.), contra el cáncer (taxol, vincristina), contra insectos (como las piretrinas, la rotenona), entre otros descubrimientos. La aplicación de estos metabolitos secundarios (o sus derivados semisintéticos) de manera generalizada (en la terapéutica y en la agronomía) durante los últimos lustros ha generado la evolución de la resistencia de los organismos blanco (p. ej. tipos de cánceres y bacterias resistentes a medicamentos). Esto genera el reto de explorar la propiedad de un metabolito secundario que module (o en el mejor de los casos, inhiba) la resistencia desarrollada por los microorganismos o por los tejidos cancerosos. Esta carrera armamentista descrita para la coevolución de las plantas y sus consumidores, ha escalado de manera alarmante para los intereses humanos, ya que cada vez se registran más bacterias resistentes a antibióticos, cánceres resistentes a agentes terapéuticos, hongos resistentes a fungicidas e insectos resistentes a insecticidas. El presente proyecto incluye (a) la búsqueda y caracterización estructural no solo de metabolitos secundarios bioactivos de interés medicinal o agronómico a partir de fuentes naturales, sino (b) la prospección de una serie diversa de productos naturales disponibles en el laboratorio como moduladores o inhibidores de los mecanismos de resistencia a xenobióticos. Los hallazgos obtenidos podrían no solo permitir el descubrimiento de nuevos Productos Naturales bioactivos, sino eventualmente podrían coadyuvar a la rehabilitación de agentes quimioterapéuticos, insecticidas y plaguicidas contra los que se ha desarrollado resistencia.

La búsqueda y caracterización de productos naturales bioactivos de interés ecológico, agronómico o medicinal, constituye una línea de investigación interdisciplinaria que incluye las áreas de ecología, agronomía, química y farmacia, entre otras. Considerando la importancia de la biodiversidad de nuestro país (en este caso, la vegetación y los hongos endófitos), el proyecto puede considerarse de pertinencia estratégica por el conocimiento que generará referente a estos recursos naturales. La propuesta incidirá principalmente en los siguientes rubros: (a) en los hallazgos específicos referentes al trabajo de campo referente a la distribución, colecta e identificación del material vegetal, (b) al uso de las cepas existentes de hongos endófitos con alto potencial antagónico, (c) a la extracción, aislamiento y determinación de la estructura molecular de metabolitos secundarios, (d) a la determinación de algunas de sus propiedades biológicas, (e) en la búsqueda de productos naturales bioactivos considerando la teoría de la función defensiva de la diversidad de los metabolitos secundarios que eviten la aparición de resistencia en organismos patógenos, ya sean microorganismos, hongos o tejidos celulares y malezas, y (f) en el entendimiento de los mecanismos fundamentales que operan en la naturaleza debidos a mediación química. Cabe resaltar que aunque la aproximación experimental que incorpora a los metabolitos inhibidores de contradefensas de patógenos no es original, su implementación a nivel mundial es relativamente reciente y aún incipiente en nuestro país. Los hallazgos que se realizarían coadyuvarían eventualmente a la rehabilitación de plaguicidas, antibióticos o agentes quimioterapéuticos contra los que se ha desarrollado resistencia, lo cual es de gran importancia y actualidad a nivel mundial. Asímismo, las substancias inhibidoras de los mecanismos de contradefensa de los blancos fisiológicos serían herramientas idóneas para el estudio de los mecanismos co-evolutivos que existen en la naturaleza, y puedan realizarse predicciones adicionales desde el punto de vista ecológico. Es evidente que la materia de estudio es muy extensa, sin embargo, es oportuno mencionar que la colaboración entre los grupos de ecología, química y farmacia proponentes se ha generado esporádicamente a lo largo de varios lustros, y ha permitido (a) la identificación de un grupo de especies vegetales de interés común, así como la identificación de hongos endófitos de plantas tropicales con un alto potencial antagónico y de los novedosos metabolitos secundarios que producen, (b) la disponibilidad de substancias naturales y semisintéticas cuyas propiedades biológicas aún no son evaluadas, (c) la inclusión de varios bioensayos por los diferentes grupos, y (d) la disponibilidad del instrumental analítico básico (espectrómetros de rmn, espectrometría de masas, difracción de rayos X, métodos quirópticos). Lo anterior incide positivamente tanto en la viabilidad del proyecto, en el fortalecimiento de las capacidades complementarias de los grupos de investigación, en la producción de hallazgos referentes a los recursos naturales del país, y en la generación de resultados científicos de relevancia internacional.