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Práctica Blanca Lilia Reyes-Rocha * Ruth Magdalena Gallegos-Torres * Clínica No se autoriza fotocopiado Lectinas Vegetales: Una Alternativa Terapéutica para el Cáncer Resumen Las lectinas constituyen un grupo de proteínas de origen no inmune presentes en mamíferos, vegetales y algunos microorganismos. Se les puede encontrar en varios alimentos de consumo diario como el banano, ajo, frijol, ejotes, entre otros. Diversos estudios in vitro e in vivo han establecido el papel que juegan las lectinas en la mediación de la metástasis en el cáncer y en la apoptosis (muerte celular programada) de células cancerígenas. De igual forma se ha podido establecer que algunas lectinas presentes en leguminosas actúan como inmunomoduladores de la respuesta inmune ante el cáncer y activan la proliferación de linfocitos T. Se ha avanzado en el conocimiento de la caracterización de las lectinas vegetales y de sus propiedades, sin embargo es necesario llevar a cabo mayores estudios in vivo y el inicio de su estudio en ensayos clínicos controlados para avanzar en el conocimiento de los efectos específicos de las lectinas sobre células cancerígenas y los mecanismos moleculares a través de los cuales se llevan a cabo estos. El propósito de esta revisión es mostrar las lectinas vegetales que presentan propiedades antitumorales y las que participan en la modulación de la respuesta inmune contra el cáncer. Palabras clave: lectinas vegetales, sistema inmune, cáncer. Plant Lectins: An aTherapeutic Alternative for the Cancer Summary Lectins are a group of proteins with a not immune origin present in mammals, vegetables and some microorganism. It can be find in several daily foods like banana, garlic, bean, green beans, and others. Several in vitro and in vivo *Maestra en Ciencias de Enfermería. Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Querétaro. *Estudiante del Doctorado en Ciencias de la Salud con línea terminal en Biomedicina, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Querétaro. Manuscrito 692 recibido abril, aceptado mayo 2011. Desarrollo Cientif Enferm. Vol. 19 N° 5 Junio, 2011 studies had established the lectins paper in the mediation of the metastases in cancer and apoptosis (programmed cell death) of cancer cells. In the same way it has been possible to establish that some lectins present in legumes act like immunomodulators of the immune response against cancer and active proliferation of T lymphocytes. Progress has been made in the knowledge of the characterization of vegetable lectins and their properties, however it is necessary to lead more in vitro studies and the beginning of studies as controlled clinical trials in order to move in the knowledge of the specific effects of the lectins against cancer cells and the molecular mechanism through which it carry out these. Propose of this revision it is to show the vegetable lectin who presents antitumor properties and their participation of the immune response against cancer. Key words: plants lectins, immune system, cancer. Introducción Hacia finales del siglo XIX, se encontró la presencia en la naturaleza de proteínas que tenían la capacidad de aglutinar eritrocitos. Estas proteínas fueron llamadas hemaglutininas o fitohemaglutininas, porque fueron encontradas originalmente en extractos de plantas. En 1954, Boyd fue el primero en plantear el término lectina (del latín legere=escoger/elegir), al observar que algunas aglutininas obtenidas de semillas de plantas podían reconocer a un grupo sanguíneo específico y aglutinarlo. En la década de 1960, Peter C. Nowel encontró que la lectina obtenida del frijol rojo (Phaseolus vulgaris) conocida con el nombre de Fitohemaglutinina al igual que otras lectinas como la obtenida del frijol Canavalia ensiformes (Concanavalina A), poseían la capacidad de estimular la proliferación de linfocitos1 . Las lectinas han llamado la atención de numerosas investigaciones debido a las diversas funciones que pueden realizar, incluyendo la antiproliferación, la antitumorogénesis, como inmunomoduladores, antifúngicos y antiviriales2. Tienen efectos potentes sobre la proliferación y diferenciación de diferentes células animales incluyen- 179 Desarrollo Lectinas vegetales con potencial efecto antitumoral y anticarcinógeno. A través de diversos estudios in vitro e in vivo se ha demostrado que las lectinas actúan como mediadores en la metástasis del cáncer, y tienen participación en eventos apoptóticos. Ejemplo de lo anterior son los resultados obtenidos con las lectinas vegetales que a continuación se presentan: • Lectina del muérdago europeo (ML). Además de ser un inmunomodulador también induce la producción de TNF , IL-1 e IL-6; puede activar a la caspasa-8 (proteína esencial en los procesos de apoptosis) e inducir muerte celular programada en las células cancerígenas. La inducción de apoptosis se debe a que esta lectina inhibe la síntesis de ADN, ARN y proteínas en células malignas; esta respuesta no se observa en células normales, lo cual su- 180 giere un efecto diferencial en el reconocimiento de la lectina sobre células malignas8 . • Lectina de la semilla de Bauhinia variegata. Inhibe la proliferación de células cancerígenas de mama (MCF7) y de hepatoma (HeoG2), además de inhibir la actividad de la transcriptasa inversa del VIH-19. • Lectina del frijol tépari (Phaseolus acutifolius). Posee un efecto citotóxico diferencial sobre las células normales y cancerígenas en función de la dosis utilizada10 . Además inhibe el crecimiento de diferentes líneas celulares cancerígenas, presentando mayor sensibilidad sobre las células de cáncer de colon11. • Lectina del muérdago de Corea (KML) (Viscum álbum coloratum). El estudio in vivo de esta lectina muestra sus efectos antitumorales sobre líneas celulares de melanoma, carcinoma de colon y linfoma, así como el efecto profiláctico de metástasis pulmonar experimental inducida. Animales tratados con la lectina de KML mostraron una mayor actividad de macrófagos sobre células cancerígenas en la cavidad peritoneal y la activación de células NK. Estos resultados sugieren que la lectina de KML presenta efectos sobre el sistema inmune activando a las células NK y a los macrófagos, lo que mejora la respuesta del sistema de defensa del huésped contra células cancerígenas mostrando efectos profilácticos y terapéuticos contra la metástasis del tumor12. • Lectina de Abrus precatorius. En estudios in vitro ha demostrado tener actividad antiproliferativa selectiva en varias líneas celulares sin presentar ningún efecto citotóxico sobre células normales; además los resultados in vivo muestran la presencia de actividad antitumoral potente de esta lectina sobre el linfoma de Dalton (DL) en ratones. Así mismo, induce la apoptosis de células cancerígenas a través de la regulación positiva de Bax y activación de la caspasa-3, que son proteínas que participan en mecanismos de señalización en la apoptosis13. • Lectina Concanavalina A. Presenta un potencial efecto antiproliferativo sobre células cancerígenas14. • Lectina de las semillas de Phaseolus vulgaris, conocida popularmente con el nombre de judía verde o ejote. Presenta efectos antiproliferativos sobre líneas celulares de cáncer de hígado (HepG2) y de mama (MCF-7) dependiendo de la dosis usada15. • Lectina Typhonium divaricatum (L.) Decne obtenida de tubérculos frescos de una hierba medicinal de tradición china. Presenta actividad antiproliferativa de células cancerígenas16 . • Lectina extraída y purificada de las semillas de la alcaparra (Capparis spinosa). En estudios in vitro muestra un potente efecto inhibidor sobre el VIH-1 e induce la apoptosis de líneas celulares cancerígenas de hígado y mama17. • Lectina purificada a partir de los rizomas de Aspidistra elatior Blume. Presenta significativa actividad antiproliferativa in vitro en líneas celulares cancerígenas18. Desarrollo Cientif Enferm. Vol. 19 N° 5 Junio, 2011 No se autoriza fotocopiado do linfocitos, osteoblastos y condrocitos3. Sus propiedades mitogénicas permiten que se utilicen en estudios que tienen como base la proliferación de linfocitos en cultivos. Además, las lectinas son capaces de activar a los receptores de interleucina 2 (IL-2), una citocina importante en la activación de la proliferación de linfocitos T 4. Dentro de los estudios de las membranas celulares, se ha reportado en la literatura el uso de lectinas para conocer los cambios estructurales en los glicoconjugados presentes en las superficies celulares. De igual forma las lectinas son empleadas para la detección de transformaciones malignas de células, a través de la aglutinación preferencial que muestran éstas con las células transformadas5 . En los últimos años, ha sido bien establecido el papel que juegan las lectinas en la mediación de la metástasis en el cáncer, en la apoptosis, así como en otros eventos de señalización en el sistema inmune, en donde se sabe que algunas lectinas vegetales como la Concanavalina A y la Fitohemaglutinina (entre otras), actúan como inmunomoduladores y tienen capacidad mitogénica, por lo que estimulan la generación de linfocitos T. Así mismo, otras lectinas como la purificada de la planta de muérdago, presentan propiedades citotóxicas diferenciales y antitumorales sobre células cancerígenas6 . Las lectinas vegetales representan una clase bien definida de lucha contra el VIH, por sus propiedades microbicidas, dado que se ha demostrado que presentan un perfil de resistencia a este virus de forma diferente al de medicamentos utilizados (bicyclams, sulfato de dextrán) para el tratamiento de esta patología7. El objetivo de esta revisión es mostrar las lectinas vegetales que presentan propiedades antitumorales y las que participan en la modulación de la respuesta inmune contra el cáncer. Blanca Lilia Reyes-Rocha y Col. No se autoriza fotocopiado • Lectina de la Galanthus nivalis (GNA). Se ha reportado que presenta efecto antiproliferativo y apoptótico sobre células cancerosas a través tanto de la muerte de los receptores y la vía mitocondrial, así como la apoptosis inducida por TNF19. • Lectina aislada de las semillas de Bauhinia variegata. Estudios in vitro muestran que inhibe la proliferación de células de hepatoma (HepG2) y de cáncer de mama (MCF7) así como la actividad de la transcriptasa inversa del VIH-120. Lectinas vegetales mediadoras de la respuesta inmune contra el cáncer. La "vigilancia inmunológica" juega un papel muy importante ante las alteraciones que conllevan una serie de mutaciones y/o aberraciones que producen una proliferación celular anormal que puede degenerar en un tumor. Es a partir de ella que el sistema inmune reconoce y elimina las células transformadas. En esta respuesta inmune al cáncer participan varias poblaciones de células linfoides como son los linfocitos T citotóxicos, células natural killer (NK), macrófagos, etc. además de citocinas proinflamatorias como la Interleucina 1(IL-1) y el Factor de Necrosis Tumoral alfa (TNF ), entre otras. Diversos estudios han demostrado que ante la presencia de lectinas existe un aumento en la actividad fagocítica de granulocitos y en la actividad antitumoral de las células NK contra células tumorales21. A continuación se presentan algunas de las lectinas vegetales que favorecen la activación de la respuesta inmune contra el cáncer. • La concanavalina A (CoA) y la fitohemaglutinina (PHA) son dos lectinas vegetales que han sido ampliamente estudiadas. Ambas se obtienen de leguminosas y se caracterizan porque estimulan la activación del sistema inmune a través de la producción de citocinas como el TNF , IL-1, IL-6, IL-12, y el factor estimulante de colonias de macrófagos (MCSF). De igual forma se conoce que presentan actividad mitogénica, es decir estimulan la proliferación de linfocitos T y B22. • Otra lectina vegetal que ha sido objeto de diversos estudios es la que se obtiene del muérdago europeo (ML), de la cual se sabe que actúa como un potente inmunomodulador que incrementa los mecanismos de respuesta inmune del huésped. Diversos estudios in vitro e in vivo sugieren que la lectina del muérdago, a través de diferentes mecanismos de señalización celular, activa a los macrófagos para que secreten TNF, lo que podría coadyuvar en la disminución del crecimiento de tumores y prevenir la metástasis23. • El Ajo (Allium savitum) es una hortaliza de uso común en la dieta de la población mexicana, sus propiedades moduladoras de la respuesta inmune han sido bien establecidas en estudios in vivo utilizando ratas como modelo experimental. Se sabe que el ajo crudo contiene Desarrollo Cientif Enferm. Vol. 19 N° 5 Junio, 2011 tres lectinas: QR-1, QR-2, QR-3, las cuales muestran efectos sobre el sistema inmune activando la proliferación de linfocitos T en sangre periférica así como la proliferación de células inmunes en órganos linfoides como el bazo (esplenocitos murinos) y el timo (timocitos)24 . • La lectina del muérdago de Corea (KML) es uno de los componentes activos del Viscum L. var. Coloratum, una planta depredadora que parasita en el tallo de árboles y arbustos. Se sabe que esta lectina activa la proliferación de células NK, la proliferación de linfocitos T y B y aumenta la citotoxicidad mediada por macrófagos. Lo anterior le hace ser una lectina con un potencial de aplicación en el tratamiento del cáncer a través de la activación de la respuesta inmune del huésped sobre células cancerígenas25. • Estudios realizados in vitro con la lectina de Abrus precatorius, demuestran que esta leguminosa presenta propiedades sobre la modulación de la respuesta inmune dado que activa la producción de citocinas como la interleucina 2, interferon gama (IFN y TNF e induce la respuesta inmune celular activando linfocitos T efectores (Th1) e incrementando los valores de oxido nítrico que favorece la activación de macrófagos26. • BanLec es una lectina aislada del banano (Musa acuminata). Esta lectina aún y cuando no participa en la estimulación del sistema inmune sí presenta propiedades microbicidas frente al Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA). Se ha demostrado que esta lectina presenta gran afinidad por la proteína glicosilada gp120 del VIH-1 que se encuentra en la envoltura extracelular del virus y cuya función es la de realizar el acoplamiento del virus en la célula huésped. Estudios recientes muestran que la lectina BanLec inhibe la infección por VIH-1 dado que al unirse a la proteína gp120 bloquea la entrada del virus a la célula. Con base en estos resultados, BanLec es considerado un potente microbicida anti-viral que podría ser utilizado para prevenir la transmisión sexual del VIH-127. El profesional de enfermería ante los avances científicos del tratamiento contra el cáncer. El profesional de enfermería como sujeto proactivo en la prevención y tratamiento del cáncer no puede mantenerse al margen de la gran información con respecto a alternativas terapéuticas contra esta patología. Dicha información ha surgido de diversos estudios que se han centrado no sólo en la medicina alópata sino también en la medicina tradicional, buscando rescatar las bondades del uso de la herbolaria que nuestros ancestros utilizaban para la cura de las enfermedades. México es un país con una gran biodiversidad botánica y una amplia tradición en el uso de la medicina herbolaria. De ahí el interés creciente de la Secretaría de Salud en nuestro país por establecer un nuevo modelo de cuidado desde un enfoque intercultural en salud, en el cual puedan ser rescatados los usos de plantas medicinales que 181 durante generaciones ha estado presente en los procesos de salud y enfermedad de las comunidades indígenas. Históricamente el uso de la herbolaria se ha caracterizado por ser utilizada atendiendo al sentido común de quien la prescribe, la recomienda o la consume para la cura de alguna enfermedad. Los testimonios de quien las han usado reflejan la efectividad de las mismas en la prevención y/o tratamiento de diversas patologías. Lo anterior ha propiciado el desarrollo de diferentes investigaciones que den sustento científico a los efectos curativos que tienen las plantas medicinales para su validación y posterior introducción al mercado como fitofármacos Somos testigos de que el conocimiento científico en materia de salud avanza en forma vertiginosa como parte de la evolución propia de la humanidad. Por lo tanto el profesional de enfermería tiene la responsabilidad de mantenerse actualizado en relación a todos los hallazgos científicos que se generan sobre las diferentes posibilidades de tratamiento para las enfermedades, lo que sin duda le llevará a fortalecer su práctica profesional holística. Conclusiones Mucho se ha avanzado en cuanto a la caracterización de las lectinas vegetales y en el conocimiento a nivel molecular de las propiedades de éstas en la activación del sistema inmune y su posible utilización en la prevención y tratamiento del cáncer; sin embargo, es importante ampliar el estudio de las propiedades y los efectos que las lectinas vegetales tienen sobre el estado fisiológico y patológico del ser humano a través de mayores estudios in vivo y el inicio de su estudio en ensayos clínicos controlados. Lo anterior permitirá avanzar en el conocimiento de los efectos específicos de las lectinas sobre células cancerígenas y sistema inmune así como los mecanismos moleculares a través de los cuales se llevan a cabo estos efectos. Referencias bibliográficas 1. Sharon N. y H. Lis. History of lectins: from hemagglutinins to biological recognition molecules. Glycobiology, 2004;14:53-62 2. Wong H. Purification of a trypsin-stable lectin with antiproliferativ and HIV-1 reverse transciptase inchibitory activity. Biochem Biophys Res Commun, 2002;301:545-550. 3. Nishimura H. Nishimura M. Oda R, Yamanaka K, Matsubara T, Ozaki Y, Sekiya L, JaMada T, Kato Y. Lectins induce resistanse to proteases and/or mechanical stimulus in all examined cellsincluding bone marrow mesenchymal stem cells-on various scaffolds. Experimental Cell Research, 2004;295:119-127. 4. Rüdiger H. y H Gabius. Plant lectins: Occurrence, biochemistry, functions and applications. Glycoconj. J, 2001;18:589-613. 5. Hernández P, M. 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