La resistencia que presentan diversos organismos patógenos (insectos, bacterias o células cancerosas) a xenobióticos (plaguicidas, antibióticos o agentes anticancerígenos) no solo es una amenaza creciente a la salud pública a nivel mundial, sino que es causante de contaminación ambiental. Las cantidades cada vez mayores de xenobióticos que se requieren para diversos tratamientos infecciosos, cánceres o diversas plagas de insectos, demandan la producción masiva de los mismos, lo cual genera contaminación de tierra, agua y alimentos.
Todos los organismos vivos son capaces de desarrollar mecanismos de resistencia a xenobióticos, dado que es consecuencia de la propia evolución. A pesar de los múltiples mecanismos bioquímicos y genéticos que desarrollan los organismos vivos para su defensa, es notorio que los insectos y ciertos organismos patógenos (bacterias y células cancerosas) compartan algunos de ellos. Entre los complejos enzimáticos más frecuentes se encuentra el citocromo p450 que modifica estructuralmente a ciertos fármacos, o bien el complejo de proteínas de transporte de membrana (entre las cuales se encuentra la glicoproteína P) que eliminan, mediante las bombas de eflujo, a los xenobióticos del microorganismo.
Así, una manera de disminuir (o mejor aún, suprimir) la resistencia es mediante la inhibición de las proteínas que intervienen en ella, es decir, mediante una substancia que actúe como ligante y disminuya (o suprima) su actividad. Considerando que la diversidad estructural de los metabolitos secundarios también deriva de procesos evolutivos, puede anticiparse que existirán algunos que interactúen como ligandos de las proteínas responsables de la inhibición, y por lo tanto, inhiban su función, permitiendo entonces una mayor eficiencia de antibióticos (en el caso de bacterias patógenas resistentes), de agentes anticancerígenos (en el caso de células cancerosas resistentes) y de plaguicidas (para insectos insensibles).
La búsqueda y eventual descubrimiento de inhibidores de la resistencia a xenobióticos para bacterias patógenas, células cancerosas e insectos plaga a partir de un acervo de productos naturales disponibles (aproximadamente 75 substancias que incluyen a terpenoides, flavonoides, acetogeninas, alcaloides; ver archivo pdf anexo) permitirá la obtención de resultados que coadyuvarán a un manejo sustentable de antibióticos, agentes anticancerígenos y plaguicidas.
La investigación referente a la búsqueda de productos naturales bioactivos de interés ecológico, agronómico, alimenticio o medicinal, y en este caso, de la evaluación de su potencial como inhibidores de los mecanismos de resistencia a xenobióticos (de bacterias patógenas, células cancerosas e insectos plaga), requiere la convergencia de numerosas disciplinas, entre las que destacan la ecología, la química y la farmacología. Estas son precisamente las especialidades de los académicos proponentes, quienes han colaborado con anterioridad en esta área de trabajo (Espinosa García 1998, Rodríguez Chávez 2017, 2019), y han logrado definir el enfoque de la investigación en función de las fortalezas y limitaciones de los grupos de trabajo.
Mediante el análisis químico de especies de diversas familias vegetales, no solo se adquiere conocimiento sobre la estructura molecular y la reactividad química de los metabolitos secundarios presentes, sino que se logra la disponibilidad de un acervo de diferentes productos naturales (ya sea puros o en mezclas), que es indispensable para realizar la experimentación requerida para los diversos ensayos biológicos. La determinación de estas propiedades biológicas de interés medicinal y agronómico, así como la determinación de los los mecanismos moleculares que operan en la naturaleza por mediación química constituyen aportaciones significativas al conocimiento, que pueden considerarse de pertinencia y relevancia a nivel internacional.
La contribución principal del proyecto sería el logro de avances en la supresión del fenómeno de resistencia de organismos nocivos (bacterias, células cancerosas, insectos plaga), mediante la búsqueda de inhibidores de los mecanismos de la resistencia. Específicamente se pretende (a) la mejora del desempeño de antibióticos empleados en el tratamiento de infecciones causadas por bacterias multirresistentes, (b) la sensibilización de células cancerosas que permitan la acción eficiente de agentes anticancerígenos y (c) la rehabilitación de plaguicidas para los cuales ciertos insectos han desarrollado resistencia.
Aunque la materia de estudio propuesta es amplia, es conveniente mencionar que existe continuidad en la colaboración entre los grupos académicos proponentes, lo cual incide positivamente en la generación de resultados, su análisis y discusión de manera expedita.