Esta investigación se lleva adelante en el Centro de Investigación en Óptica y Fotónica (CEPOF), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) financiados por la Fapesp, bajo la coordinación del docente de la Universidad de São Paulo (USP) Vanderlei Bagnato.
“La curcumina, una de las sustancias que le confieren el color anaranjado a la cúrcuma, posee propiedades fotodinámicas naturales. En presencia de luz, induce la producción de especies reactivas de oxígeno que son altamente tóxicas”, dijo Bagnato.
Debido a que son transparentes, explicó el investigador, las larvas del Aedes aegypti son también particularmente sensibles al efecto fotodinámico. El colorante se acumula en el intestino del insecto luego de que éste lo ingiere junto al agua del criadero. Cuando la sustancia se activa por la acción de la luz, induce la producción de moléculas de oxígeno singlete, que dañan de manera fatal el tejido del tracto digestivo.
El principio es similar al de la terapia fotodinámica empleada experimentalmente en el combate contra células tumorales y contra agentes infecciosos.
En asociación con la empresa PDT Pharma, el grupo del CEPOF también está evaluando en tres ensayos clínicos la eficacia del colorante a base de curcumina en el combate contra los hongos causantes de la micosis en uñas, para la descontaminación bucal y en el tratamiento de úlceras venosas.
En experimentos in vitro realizados en el Instituto de Física (IF) de la USP de São Carlos, el compuesto ha demostrado eficacia para matar microorganismos.
En los últimos dos años, durante la maestría de Larissa Marila de Souza en el programa de posgrado en Biotecnología de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), el uso del colorante en el combate contra las larvas de Aedes se ha testeado bajo la dirección de Bagnato y de Cristina Kurachi, docente del Instituto de Física de São Carlos (IFSC), con la colaboración de la investigadora Natalia Inada, también del IFSC.
“Por ahora los experimentos se han realizado únicamente en laboratorio, con un sistema estandarizado y controlado. El objetivo es determinar la concentración mínima necesaria como para matar a las larvas sin causar impactos ambientales”, comentó Inada.
Los científicos están comparando el efecto de la terapia fotodinámica con uso de luz solar, con luz blanca común y con luz de LED azul. En el ensayo más exitoso, el 100 por cien de las larvas presentes en la muestra murió tras ocho horas de exposición a la luz solar. El índice de mortalidad empezó a elevarse pasadas las dos primeras horas. En el experimento se usó el colorante en una concentración de 15 microgramos por mililitro de agua.
“El mejor resultado se observó con la luz solar, lo que resulta excelente, pues no sería factible económicamente instalar lámparas para iluminar todos los criaderos naturales del mosquito. Otro hecho importante que se observó es que, incluso durante los días nublados, el experimento se repitió y registramos una mortalidad importante, lo cual indica que no es necesario que el criadero reciba iluminación directa para que el método funcione”, afirmó Inada.
Según la investigadora, la exposición a la luz solar fue suficiente para degradar el colorante completamente en 24 horas en derivados menores, cuya toxicidad los investigadores están estudiando en estos momentos.
“Antes de llevar la investigación de campo hacia los criaderos naturales, debemos estar totalmente seguros de que las sustancias resultantes de la fragmentación fotoquímica de la curcumina son inofensivas para otros seres vivos, tales como algas, peces, humanos y animales domésticos que eventualmente entren en contacto con el agua del criadero”, dijo Inada.
Souza ha realizado algunos estudios preliminares de toxicidad con brotes de frijol y con oligoquetos, un tipo de lombriz que suele hallarse en los criaderos y que le sirve de alimento a las larvas de Aedes. El grupo se aboca actualmente a la búsqueda de colaboradores para la realización de ensayos con especies mayores y más complejas.
“Como el compuesto a base de curcumina se degrada en un lapso de 24 horas, la aplicación en los criaderos debería ser periódica, en caso de empleárselo en el marco de una estrategia de prevención del dengue. Para verificar la factibilidad de la propuesta, sería necesario que exista interés por parte de las autoridades sanitarias”, comentó Bagnato.
Curcumina sintética
El proceso de extracción del colorante, cuya materia prima es la cúrcuma molida, se desarrolló en colaboración con científicos de la UFSCar que integran el grupo del CEPOF y la empresa PDT Pharma.
“Con el uso de solventes, obtuvimos una mezcla de curcumina y otras sustancias muy parecidas denominadas curcuminoides, tales como la monodemetoxicurcumina y la bisdemetoxicurcumina. Pero ese extracto bruto no es apropiado para su uso como fotosensibilizador, pues está contaminado con una serie de sustancias orgánicas de la planta. Se requiere entonces la aplicación de un intenso proceso de purificación”, explicó el químico Kleber Thiago de Oliveira, docente de la UFSCar.
Así y todo, según explicó Oliveira, el proceso de extracción y purificación a partir del producto natural sería inviable para su utilización en larga escala. Para resolver este problema, el equipo del Grupo de Síntesis de Compuestos Heterocíclicos con Actividades Fotosensibilizadoras de la UFSCar desarrolló un método con miras a producir una curcumina sintética, con la misma estructura química hallada en el colorante natural.
“Aparte de hacer posible la producción en gran escala, este proceso es más sostenible. El hecho de no detectarse la presencia de los otros curcuminoides no ha disminuido significativamente la actividad de la molécula en los estudios en marcha. Al contrario, el uso de curcumina sintética ha aportado dinámica, amplitud, versatilidad y reproductibilidad a los experimentos”, sostuvo Oliveira.
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