Una investigación apunta un posible uso terapéutico de la carnosina

Esta sustancia puede ayudar a eliminar moléculas tóxicas presentes en mayor nivel en las células luego de la exposición al humo del cigarrillo, del consumo de alcohol y de la realización de ejercicios físicos intensos

Por Karina Toledo  |  Agência FAPESP – Situaciones tales como el abuso de alcohol, el consumo de tabaco, la actividad física intensa, la exposición a la contaminación vehicular y el envejecimiento pueden causar una elevación de los niveles de moléculas tóxicas conocidas como aldehídos en el organismo.

Debido a que son altamente reactivos, los aldehídos en exceso producen daños en proteínas, ácidos nucleicos y otras estructuras importantes para el funcionamiento de las células. Algunas de esas lesiones constituyen posibles vías para el desarrollo de patologías relacionadas con el estrés oxidativo, tales como inflamaciones, enfermedades neurodegenerativas, enfermedades cardiovasculares, diabetes y cáncer.

En un estudio dado a conocer recientemente en la revista Scientific Reports, científicos brasileños demostraron que una importante aliada en el proceso de eliminación de aldehídos reactivos es la carnosina, un dipéptido formado a partir de la combinación entre los aminoácidos β-alanina y L-histidina.

En dicho trabajo, que contó con el apoyo de la FAPESP y se realizó bajo la coordinación de Marisa H. G. Medeiros, docente del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (IQ-USP), los investigadores dilucidaron la estructura del compuesto resultante de la reacción entre la carnosina y el aldehído insaturado acroleína. Este aducto (el producto de la reacción química) recibió el nombre de 3-metilpiridina carnosina.

El grupo también desarrolló un método de alta sensibilidad para detectar y cuantificar dicho producto de la reacción carnosina-acroleína en tejidos y en fluidos biológicos tales como orina y sangre.

“Desarrollamos un método altamente específico y detectamos concentraciones bastante significativas de 3-metilpiridina carnosina en la orina de adultos no fumadores. Estimamos que ese aducto podrá utilizarse como biomarcador de la exposición a aldehídos endógenos [los que el cuerpo produce naturalmente, al cabo de ejercicios intensos, por ejemplo] y exógenos [aquéllos inhalados con el humo del cigarrillo o proveniente de escapes, por ejemplo]”, dijo Medeiros.

La investigación se realizó en el ámbito del Centro de Investigación en Procesos Redox en Biomedicina (Redoxoma), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) financiados por la FAPESP.

A juicio de Medeiros, los resultados apuntan hacia un posible uso terapéutico de la carnosina en patologías relacionadas con el aumento de la producción de aldehídos reactivos, tales como la esclerosis lateral amiotrófica, por ejemplo.

Suplementación

La carnosina se encuentra naturalmente en tejidos tales como los músculos, y en órganos tales como el corazón, el cerebro, el hígado y los riñones, entre otros. Sus concentraciones pueden elevarse mediante la ingestión de carnes o de suplementos de β-alanina, un aminoácido precursor de la carnosina.

Actualmente, los atletas utilizan bastante la suplementación con β-alanina con el objetivo de mejorar su desempeño durante los entrenamientos, especialmente en prácticas anaeróbicas tales como la musculación.

“Aún no se ha comprendido totalmente la acción de la carnosina en los músculos. Pero se sabe que ayuda a equilibrar el pH de los tejidos, el cual tiende a disminuir con la práctica de actividad física intensa, pues la misma promueve la liberación de ácido láctico. Creemos que el efecto benéfico también estaría relacionado con el hecho de que la carnosina se enlaza a aldehídos insaturados y ayuda así a eliminarlos del organismo”, explicó Medeiros.

De acuerdo con la investigadora, en la literatura científica diversas se han descrito diversas vías endógenas para la eliminación de aldehídos insaturados. Las principales son la conjugación de esas moléculas con la enzima glutationa (GSH) y las reacciones de reducción u oxidación catalizadas por las enzimas alcohol desidrogenasa, aldo-ceto reductasa y aldehído deshidrogenasa.

Los dipéptidos que contienen histidina, tal como es el caso de la carnosina y también los de la homocarnosina y la anserina, son reconocidamente agentes capaces de eliminar compuestos carbonilos insaturados tales como los aldehídos. Algunos productos resultantes de la reacción entre la carnosina y los aldehídos insaturados ya habían sido caracterizados y descritos en la literatura.

“Nuestro objetivo inicial consistía en elaborar un método no invasivo destinado a la detección de esos compuestos ya caracterizados que podrían servir de biomarcadores de estrés oxidativo en modelos investigados en el ámbito del CEPID Redoxoma, tales como el envejecimiento y la esclerosis lateral amiotrófica, por ejemplo. Pero, cuando analizamos el aducto de la reacción carnosina-acroleína mediante resonancia magnética nuclear, descubrimos que su estructura era distinta a la que se había descrito anteriormente. Así fue como nos percatamos de que habíamos caracterizado un producto inédito”, comentó Medeiros.

Los científicos detectaron y cuantificaron el aducto en muestras de orina humana con la ayuda de una metodología basada en la cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas. En las muestras analizadas, la sustancia 3-metilpiridina carnosina era el metabolito más abundante de acroleína presente en la orina.

Para Medeiros, este método de detección constituye una herramienta importante para la detección del aumento de la producción y la acumulación de aldehídos reactivos en tejidos, como así también para develar el papel de la carnosina en la desintoxicación de esos aldehídos, que hará posible el desarrollo de estrategias terapéuticas.

“Contamos con un modelo compuesto por ratones genéticamente modificados para el desarrollo de una condición similar a la esclerosis lateral amiotrófica. Nuestra propuesta consiste en seguir la evolución de la enfermedad mediante la observación y la cuantificación de esos aductos en la orina de los animales”, comentó Medeiros.

El grupo del Redoxoma también está dando inicio a una colaboración con dos docentes de la Escuela de Educación Física y Deporte (EEFE) de la USP, Guilherme Giannini Artioli y Bruno Gualano, que llevan adelante estudios con atletas suplementados con β-alanina.

“Vamos a monitorear la liberación de esos aductos en la orina de los atletas antes y después de la práctica de actividad física para ver si los niveles de ese posible biomarcador aumentan. Si la carnosina ayuda efectivamente en la eliminación de los aldehídos, el nivel de esos aductos seguramente aumentará luego de los entrenamientos”, explicó la investigadora.