Aislamiento, modificación estructural y evaluación biológica de metabolitos secundarios de Withania aristata (Solanaceae), endemismo canario

Abstract

1.1. Papel de los Productos Naturales en el desarrollo de fármacos

El panorama actual de la Química Orgánica es el de una ciencia multidisciplinar que se encuentra fundida con otras disciplinas dentro de la Química, e incluso con otras materias como pueden ser la Biología o la Medicina. Temas de actualidad en la Química Orgánica son el aislamiento o síntesis de productos naturales, en busca de nuevos materiales o para utilizarlos como medicinas, la química supramolecular o la fotoquímica orgánica.

Por productos naturales entendemos las moléculas de la naturaleza. Obviamente, toda la vida está hecha con moléculas, ya sean macromoléculas como proteínas, ácidos nucleicos, etc. u otras más pequeñas como la adrenalina (también llamada epinefrina en su sustitutivo sintético), hormona vaso activa secretada en situaciones de alerta por las glándulas suprarrenales.

A los productos naturales pertenecen también alcaloides como la coniina, principio activo de la cicuta (Conuim maculatum) que mató a Sócrates, o terpenos como la tujona que es la toxina del ajenjo (Artemisia absinthium) que acabó con la vida de varios artistas en Paris en el siglo XIX. También existen productos naturales, tales como el colesterol, que pueden causar innumerables daños a través de enfermedades cardíacas pero que por otra parte es un componente vital de las paredes celulares2, así como el policétido tromboxano, un compuesto fundamental para el proceso de coagulación de la sangre. Así, encontraremos entre ellos una gran variedad estructural que va desde el producto natural más pequeño, el óxido nítrico (NO) (que actúa como vasodilatador entre otras funciones) hasta el más grande, el policétido brevetoxina, un producto aislado de algas rojas (Karenia brevis), que aparece de tiempo en tiempo en las aguas costeras y que mata el pescado y a todo aquél que lo come3. Muchos productos naturales son la fuente de importantes fármacos que sirven para salvar vidas, como por ejemplo la penicilina.

Las reacciones químicas comunes a todos los seres vivos implican el metabolismo primario de los cuatro grandes grupos de compuestos esenciales para la vida: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Hay sin embargo, otros compuestos que no son vitales pero que usualmente ayudan a la supervivencia, estos son los metabolitos secundarios. La exploración de los compuestos producidos por el metabolismo secundario de plantas, microorganismos, hongos, insectos o mamíferos comenzó hace mucho tiempo, encontrándose una gran variedad de estructuras.

El empleo de las plantas medicinales con fines curativos es una práctica que se ha utilizado desde tiempo inmemorial. Durante mucho tiempo los remedios naturales, y sobre todo las plantas medicinales, fueron el principal e incluso el único recurso del que disponían los "médicos" en épocas ancestrales. Esto hizo que se profundizara en el conocimiento de las especies vegetales con propiedades medicinales y ampliar así la experiencia en el empleo de los productos que de ellas se extraen.

La fitoterapia, nombre que se aplica al uso medicinal de las plantas, nunca ha dejado de tener vigencia. Muchas de las especies vegetales utilizadas por sus virtudes curativas entre los antiguos egipcios, griegos y romanos pasaron a formar parte de la farmacopea en la época medieval, que más tarde se vio enriquecida por el aporte de los conocimientos adquiridos del Nuevo Mundo.

Alternate abstract:

1.1. Role of Natural Products in drug development

The current panorama of Organic Chemistry is that of a multidisciplinary science that is fused with other disciplines within Chemistry, and even with other subjects such as Biology or Medicine. Current topics in Organic Chemistry are the isolation or synthesis of natural products, in search of new materials or to use them as medicines, supramolecular chemistry or organic photochemistry.

By natural products we mean the molecules of nature. Obviously, all life is made of molecules, whether macromolecules such as proteins, nucleic acids, etc. or other smaller ones such as adrenaline (also called epinephrine in its synthetic substitute), a vasoactive hormone secreted in alert situations by the adrenal glands.

Natural products also include alkaloids such as coniine, the active ingredient of hemlock (Conuim maculatum) that killed Socrates, or terpenes such as thujone, the toxin of wormwood (Artemisia absinthium) that killed several artists in Paris. in the XIX century. There are also natural products, such as cholesterol, which can cause innumerable damage through heart disease but is also a vital component of cell walls2, as well as the polyketide thromboxane, a fundamental compound for the blood clotting process. blood. Thus, we will find among them a great structural variety that goes from the smallest natural product, nitric oxide (NO) (which acts as a vasodilator among other functions) to the largest, the polyketide brevetoxin, a product isolated from red algae (Karenia brevis), which appears from time to time in coastal waters and kills fish and anyone who eats it3. Many natural products are the source of important life-saving drugs, such as penicillin.

The chemical reactions common to all living beings involve the primary metabolism of the four large groups of compounds essential for life: carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids. There are, however, other compounds that are not vital but usually help survival, these are secondary metabolites. The exploration of compounds produced by the secondary metabolism of plants, microorganisms, fungi, insects or mammals began a long time ago, finding a great variety of structures.

The use of medicinal plants for healing purposes is a practice that has been used since time immemorial. For a long time, natural remedies, and especially medicinal plants, were the main and even the only resource available to "doctors" in ancient times. This made the knowledge of plant species with medicinal properties deepen and thus broaden the experience in the use of the products that are extracted from them.

Phytotherapy, the name applied to the medicinal use of plants, has never ceased to be valid. Many of the plant species used for their healing virtues among the ancient Egyptians, Greeks and Romans became part of the pharmacopoeia in medieval times, which was later enriched by the contribution of knowledge acquired from the New World.