El Aspergillus flavus es un hongo conocido por sus propiedades tóxicas y su vinculación con muertes en excavaciones arqueológicas. Pero ahora, un grupo de científicos lo ha transformado en un prometedor compuesto contra el cáncer. En la Universidad de Pensilvania han logrado modificar algunas de sus moléculas, convirtiéndolas en potentes agentes contra células leucémicas, abriendo así un nuevo horizonte en el desarrollo de medicamentos derivados de hongos.
La profesora Sherry Gao, autora principal del estudio publicado en la revista Nature Chemical Biology, destaca que "los hongos nos dieron la penicilina. Ahora estos nuevos resultados nos demuestran que aún quedan por descubrir muchos más medicamentos derivados de productos naturales". Esta investigación revolucionaria podría cambiar la percepción del Aspergillus flavus, hasta ahora considerado principalmente como un organismo dañino para cultivos y potencialmente peligroso para humanos.
El denominado hongo de las esporas amarillas ha tenido un papel controvertido en la historia. Tras la apertura de la tumba de Tutankamón en los años 20 y la posterior muerte prematura de varios miembros del equipo de excavación, surgió la leyenda de la "maldición del faraón". Décadas después, los científicos plantearon que las esporas fúngicas podrían haber sido las verdaderas responsables. Un caso similar ocurrió en Polonia en los años 70, cuando diez de doce científicos que entraron en la tumba de Casimiro IV fallecieron en pocas semanas, detectándose posteriormente la presencia de A. flavus en el lugar.
Descubriendo las asperigimicinas
El hallazgo central de esta investigación es una clase de péptidos conocidos como RiPP (péptidos sintetizados por ribosomas y modificados). Como explica Qiuyue Nie, investigadora posdoctoral y primera autora del estudio, "purificar estas sustancias químicas es difícil". Lo que hace especialmente valioso este descubrimiento es que, mientras se han identificado miles de RiPP en bacterias, apenas se han encontrado unos pocos en hongos.
El equipo analizó doce cepas de Aspergillus que, según estudios previos, podrían contener más de estas sustancias químicas. Mediante la comparación de compuestos producidos por estas cepas con los componentes básicos conocidos de los RiPP, los investigadores identificaron el A. flavus como un candidato prometedor para profundizar en su estudio.
El análisis genético fue crucial en esta investigación, ya que permitió identificar una proteína específica del A. flavus como fuente de RiPP fúngicos. Los científicos comprobaron que al desactivar los genes que producen esta proteína, desaparecían también los marcadores químicos que indicaban la presencia de RiPP. Esta metodología innovadora, que combina información metabólica y genética, no solo ha permitido identificar la fuente de RiPP en el A. flavus, sino que podría utilizarse como modelo para encontrar más RiPP fúngicos en futuras investigaciones.
Acción contra el cáncer
Tras conseguir purificar cuatro RiPP diferentes, los investigadores descubrieron que estas moléculas compartían una estructura única de anillos entrelazados, a las que denominaron 'asperigimicinas'. Lo sorprendente fue descubrir su potencial médico: incluso sin modificaciones, dos de las cuatro variantes mostraron efectos potentes contra células leucémicas al mezclarlas con células cancerosas humanas.
Una de las variantes, a la que los científicos añadieron un lípido presente también en la jalea real (sustancia que nutre a las abejas en desarrollo), demostró una eficacia comparable a la de medicamentos aprobados por las autoridades sanitarias estadounidenses como la citarabina y la daunorrubicina, que se han utilizado durante décadas en el tratamiento de la leucemia.
Los experimentos adicionales revelaron que las asperigimicinas probablemente actúan interrumpiendo el proceso de división celular. Como explica la profesora Gao: "Las células cancerosas se dividen de forma incontrolada. Estos compuestos bloquean la formación de microtúbulos, que son esenciales para la división celular". Un aspecto especialmente relevante es la especificidad de estos compuestos, que tuvieron poco o ningún efecto sobre células cancerosas de mama, hígado o pulmón, ni sobre diversas bacterias y hongos, lo que sugiere una acción selectiva, característica fundamental para cualquier fármaco.
Por qué es importante
El Aspergillus flavus es un hongo filamentoso ampliamente distribuido en la naturaleza que pertenece al género Aspergillus. Se caracteriza por sus esporas amarillentas (de ahí su nombre "flavus", que significa "amarillo" en latín) y por ser uno de los principales productores de aflatoxinas, sustancias altamente tóxicas y cancerígenas.
Este hongo representa una seria amenaza para la agricultura mundial, ya que contamina cultivos como maíz, cacahuetes, algodón y frutos secos. Las aflatoxinas que produce pueden provocar daños hepáticos graves e incluso cáncer cuando son ingeridas por humanos y animales. Además, el A. flavus puede causar aspergilosis, una infección pulmonar potencialmente mortal en personas inmunodeprimidas.
Sin embargo, este nuevo estudio está cambiando la percepción del A. flavus, demostrando que incluso los organismos considerados perjudiciales pueden contener compuestos con potencial terapéutico significativo. Esta dualidad refleja un principio fundamental en la farmacología: muchas sustancias pueden ser tanto veneno como medicina, dependiendo del contexto, la dosis y la modificación química.
Los RiPP (péptidos sintetizados por ribosomas y modificados post-traduccionalmente) representan una clase diversa de productos naturales con amplio potencial terapéutico. En el caso de las asperigimicinas derivadas del A. flavus, su mecanismo de acción parece centrarse en la interrupción de la división celular, un proceso fundamental para el crecimiento y propagación del cáncer.
Estas moléculas actúan específicamente sobre los microtúbulos, estructuras celulares esenciales para la separación de los cromosomas durante la mitosis. Al interferir con la formación de estos microtúbulos, las asperigimicinas impiden que las células cancerosas completen su ciclo de división, lo que eventualmente conduce a su muerte.
Lo más destacable es la aparente selectividad de estos compuestos hacia las células leucémicas, sin afectar significativamente a otros tipos de células cancerosas ni a microorganismos. Esta especificidad podría traducirse en tratamientos con menos efectos secundarios que las quimioterapias convencionales, que suelen atacar tanto a células cancerosas como sanas.
Futuro de la investigación oncológica
El descubrimiento de las asperigimicinas abre numerosas vías para la investigación futura. El siguiente paso lógico, como señalan los investigadores, será probar estos compuestos en modelos animales, con la esperanza de avanzar eventualmente hacia ensayos clínicos en humanos.
Además del potencial terapéutico directo de las asperigimicinas, este estudio ha identificado grupos similares de genes en otros hongos, lo que sugiere que podrían existir muchos más RiPP fúngicos por descubrir. La metodología desarrollada por el equipo de la Universidad de Pensilvania proporciona un marco valioso para la identificación de estos compuestos en otros organismos fúngicos.
Esta investigación también subraya la importancia de preservar la biodiversidad y continuar explorando el potencial farmacológico de los productos naturales. Como demuestran los hongos, que ya nos han proporcionado antibióticos como la penicilina y ahora prometen nuevos tratamientos contra el cáncer, la naturaleza sigue siendo una fuente inagotable de compuestos bioactivos con aplicaciones médicas.
El camino desde el descubrimiento en laboratorio hasta la aplicación clínica es largo y complejo, pero las asperigimicinas representan un prometedor punto de partida para el desarrollo de nuevas terapias contra la leucemia y, potencialmente, otros tipos de cáncer. La transformación de un hongo tradicionalmente temido en una fuente de esperanza médica constituye un ejemplo perfecto de cómo la ciencia puede reinterpretar nuestra relación con la naturaleza, encontrando beneficios donde antes solo veíamos amenazas.