Transformaciones químicas para proteger la salud

En 2017, la científica panameña Johant Lizel Lakey Beitia trabajaba con el químico Armando Durant en dos investigaciones sobre moléculas sintetizadas a partir de la curcumina y de carotenoides del mamey, que pudieran prevenir o tratar el alzhéimer. Un año después, obtuvo su doctorado en Biotecnología del programa de la Universidad de Acharya Nagarjuna de la India, en conjunto con el Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (Indicasat AIP).

Este año, la doctora Lakey, quien ha sido beneficiaria de fondos para proyectos de investigación de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación y es miembro del Sistema Nacional de Investigación (SNI), postuló el proyecto de investigación que lidera actualmente, titulado “Síntesis de análogos de curcumina con potencial anticancerígeno”, al Premio Regional L’Oréal - Unesco “Para las Mujeres en la Ciencia” Centroamérica y Región Andina 2024, y logró ganar el premio representando a Panamá.

“Gracias a este premio puedo continuar mis estudios en la parte de síntesis de compuestos orgánicos, especialmente la modificación estructural de la curcumina para crear nuevos compuestos de este producto natural para evaluar su potencial anticancerígeno, sobre todo, en el cáncer del cerebro”, comentó la doctora Lakey.

El proyecto se concentra en evaluar los análogos de curcumina contra el glioblastoma, un tipo de tumor cerebral maligno, y también se probará contra el alzhéimer y el párkinson.

La curcumina se extrae de la raíz de la cúrcuma y es usada como medicina tradicional en suplementos y en la preparación de alimentos. Tiene propiedades neuroprotectoras, anticancerígenas, antiinflamatorias, antibacterianas y antioxidantes, pero también desventajas, como la baja solubilidad en agua y que se transforma en otros metabolitos, perdiendo actividad cuando es ingerida, explica la doctora Lakey, que trabaja en el Centro de Biodiversidad y Descubrimiento de Drogas del Indicasat AIP.

Para potenciar la curcumina como una sustancia medicinal, los investigadores aplican la síntesis orgánica, que consiste en modificar la estructura química de compuestos que puedan tener moléculas con propiedades terapéuticas, mediante procesos y diferentes reacciones químicas.

Piense en la modificación de los carros. Un modelo sencillo se puede modificar con un motor más potente, parachoques delanteros, mejores llantas u otros atributos. Los procesos de personalizar un carro para que sea más poderoso o llamativo son como las reacciones químicas que generan derivados o análogos.

Otra analogía para entender la síntesis orgánica es la música. Una canción original se puede modificar o actualizar con otros instrumentos, ritmo y voces diferentes, creando versiones distintas, pero con la misma letra.

La doctora Lakey explica que a la curcumina le cuesta atravesar la barrera craneoencefálica. Al modificarla, los derivados podrían ser más solubles en el plasma sanguíneo.

“Hemos creado una línea de química medicinal para sintetizar de manera racional los compuestos con potencial neuroprotector y hacemos diferentes reacciones químicas en la curcumina para evaluar su actividad. Al modificar la estructura química de la curcumina, se pueden formar derivados y análogos de esta para fortalecer o proteger las partes vulnerables, como el área ceto-enol y la región aromática”.

Con el proyecto de investigación que le mereció el premio L’Oréal-Unesco, Lakey y su equipo pretenden sintetizar tres novedosos análogos de curcumina: éster, isoxazol y pirazol. Una pregunta de investigación es ¿cómo sería la actividad biológica de estos análogos para proteger las partes vulnerables donde la curcumina sufre cambios, será menor, igual o mayor que la curcumina original?

La investigadora añade que han incorporado la parte de análisis farmacéutico y computacional. Es decir, que antes de hacer los procesos para sintetizar los compuestos deben asegurarse de que se cumplan las reglas básicas de la FDA.

“Cuando tengamos los compuestos activos vamos a simular el sistema digestivo y ver si estas modificaciones evitan su transformación. Además, el premio L’Oréal-Unesco me va a permitir hacer una cuarta modificación para ver la actividad con ese cambio”.

Este proyecto de investigación enfocado en química medicinal contribuirá al avance de la ciencia a través del fortalecimiento del área de síntesis orgánica en Panamá. “En mi país solo somos dos investigadores dedicados a esta área”, indicó la doctora Lakey.

Un aspecto importante es la formación del recurso humano panameño. Rugyel Reyes, Jessica Cruz y Arelys Fuentes trabajan como asistentes de Lakey en el proyecto. Mientras que Roni Fernández es un estudiante de tesis de la licenciatura en Química de la Universidad de Panamá en conjunto con Indicasat AIP.

A través de su carrera, la doctora Lakey ha tenido mentores que la motivaron y le enseñaron, entre ellos, el doctor Luis Cubilla Ríos de la Universidad de Panamá; el doctor Jaganatha Rao, exdirector del Indicasat; Alice Pérez, su asesora de maestría, y el doctor Oleg Larionov, de la Universidad de Texas en San Antonio, en Estados Unidos.