Naturaleza: El Maestro De Medicina-Fabricante

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Muchos medicamentos críticos provienen de la naturaleza, como la aspirina, que proviene de la corteza del árbol de sauce. Los químicos continúan buscando posibles medicamentos en la naturaleza.

La corteza de sauce era la fuente original de aspirina, mientras que la antibiótica penicilina provenía de un moho común. Más recientemente, un potente analgésico se ha derivado de los venenos que utilizan los caracoles para matar a sus presas, y una sustancia química producida por el árbol de tejo del Pacífico es ahora el poderoso medicamento contra el cáncer paclitaxel (Taxol®).

La naturaleza es una fuente prolífica de nuevas medicinas. De hecho, los productos naturales han llevado a más de la mitad de los nuevos medicamentos introducidos en los últimos 25 años.

Los productos naturales provienen de plantas, hongos y bacterias en todos los rincones del mundo. Durante millones de años, los organismos han desarrollado sustancias químicas protectoras que interactúan con proteínas específicas en sus enemigos. Debido a que todos los seres vivos comparten la misma bioquímica básica, esos químicos pueden interactuar con las mismas proteínas en las personas. Químicos apoyados por los Institutos Nacionales de la Salud buscan descubrir y examinar tales productos naturales con la esperanza de desarrollar nuevos medicamentos para mejorar la salud humana.

Las aplicaciones potenciales de algunos productos naturales son claras desde el principio. Una sustancia que mata las bacterias, ya sea que provenga de otra bacteria, una planta o (rara vez) un animal, podría funcionar como un fármaco antibacteriano en los seres humanos. Los productos naturales también pueden tener aplicaciones menos obvias para el tratamiento de afecciones como las cardiopatías, la depresión y la epilepsia. Algunos productos tienen múltiples aplicaciones. Una porción de la molécula de penicilina reduce el colesterol, y una derivación química del medicamento contra la malaria, la artemisinina, parece calmar algunos tipos de cáncer.

Los científicos estiman que la Tierra alberga al menos 250,000 especies diferentes de plantas, hasta 30 millones de especies de insectos y un número comparable de hongos, algas y bacterias. A pesar de esta vasta biodiversidad, los químicos han probado relativamente pocos organismos para ver si albergan sustancias de utilidad médica.

Farmacia de la naturaleza

Los químicos buscan nuevas drogas y precursores de drogas en bosques, océanos, cuevas e incluso patios traseros ordinarios. Muchos hábitats ecológicamente únicos son fuentes prometedoras de productos naturales porque albergan una variedad de especies que están repletas de productos químicos por descubrir.

Ei-ichi Negishi compartió el Premio Nobel de Química 2010 por desarrollar un método de formación de enlaces carbono-carbono que hizo posible sintetizar productos naturales terapéuticos, incluida una toxina que se encuentra en la piel de las ranas venenosas.

Ei-ichi Negishi compartió el Premio Nobel de Química 2010 por desarrollar un método de formación de enlaces carbono-carbono que hizo posible sintetizar productos naturales terapéuticos, incluida una toxina que se encuentra en la piel de las ranas venenosas.

Crédito: Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales.

Estos son solo algunos ejemplos de medicamentos conocidos y potenciales que se encontraron en lugares poco probables:

  • Los habitantes de los arrecifes de coral confían en las infusiones químicas letales para alejar a los depredadores o arrebatar la presa. Los caracoles de cono en las aguas cercanas a Australia, Indonesia y Filipinas tienen un veneno lleno de toxinas que conmociona y paraliza a las presas. Uno de estos venenos, descubierto por el farmacólogo Baldomero Olivera de la Universidad de Utah en Salt Lake City, es un analgésico 1.000 veces más potente que la morfina. La droga derivada del caracol atasca la transmisión nerviosa en la médula espinal y bloquea ciertas señales de dolor para que no lleguen al cerebro.
  • El químico biosintético de la Universidad de Vanderbilt, Brian Bachmann, se lanza en busca de microorganismos que habitan en las cuevas con potencial para producir drogas. En cuatro años, ha encontrado más de 10 compuestos que los científicos no han visto antes. Bachmann también decodificó los "planos" genéticos para producir antramicina, un sedante similar al Valium® que provenía de un organismo encontrado en un montón de compost en descomposición, y descubrió la estructura molecular de una molécula para reducir la presión sanguínea llamada K-26, que se encontró en una muestra de suelo junto a un estanque en Japón.
  • El farmacólogo David Mangelsdorf del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas en Dallas está explorando las propiedades para reducir el colesterol de un compuesto en la savia del árbol guggul, una especie originaria de la India que se ha utilizado en la medicina ayurvédica desde al menos 600 a.
  • La terapia fotodinámica combina un antiguo remedio vegetal, técnicas modernas de transfusión de sangre y luz para tratar varios cánceres y enfermedades oculares. El ingrediente clave en esta terapia, el psoraleno, que está inactivo hasta que se expone a la luz, se deriva de una maleza del Nilo llamada ammi.
  • Se han encontrado varias drogas prometedoras en tunicados, más conocidos como chorros del mar. El químico Kenneth Rinehart, quien se encontraba en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, descubrió una molécula que destruye las células del cáncer llamada ET-743 en un tipo de chorro marino que vive en los arrecifes y pantanos de las Indias Occidentales. Bajo el nombre de marca Yondelis®, ET-743 ahora se usa en el extranjero para los sarcomas de tejidos blandos y ha ingresado a los ensayos clínicos de EE. UU. Para varios tipos de cáncer.

Construyendo sobre la naturaleza en el laboratorio

Después de encontrar una sustancia con propiedades biológicas interesantes, los investigadores a menudo intentan reproducirla en un laboratorio.

Los químicos estudian y modifican los productos naturales en el laboratorio para producir medicamentos seguros y efectivos.

Los químicos estudian y modifican los productos naturales en el laboratorio para producir medicamentos seguros y efectivos.

Crédito: Bill Branson, Institutos Nacionales de Salud.

Una razón para hacer esto es que las sustancias naturales con frecuencia necesitan ser modificadas químicamente para trabajar de manera segura y efectiva en el cuerpo humano. Usando métodos no disponibles en la naturaleza, los químicos pueden crear decenas o cientos de moléculas con estructuras ligeramente diferentes. Una de estas moléculas podría tener las propiedades adecuadas para ser un medicamento.

Los investigadores también quieren encontrar formas de cultivar productos cosechados o construirlos desde cero en el laboratorio para que puedan producir grandes cantidades de manera eficiente. Por ejemplo, se necesitan más de una tonelada de chorros de mar para producir un solo gramo de ET-743.La investigación realizada por el químico de la Universidad de Harvard y premio Nobel Elias J. Corey permitió a los químicos sintetizar ET-743 en el laboratorio en cantidades mucho más altas, lo suficiente para que ingresara en ensayos clínicos y se usara en personas. Tales métodos de fabricación alternativos son especialmente importantes cuando el organismo que fabrica un producto natural escasea.

La química de los productos naturales puede requerir mucho trabajo y tiempo, por lo que los investigadores están buscando nuevas formas de mejorar los procesos de descubrimiento y producción. Por ejemplo, un equipo de la Universidad de California en San Diego, recientemente desarrolló herramientas computacionales para determinar rápidamente si los compuestos naturales recolectados en ambientes como los océanos y los bosques son nuevos candidatos potenciales para el desarrollo de medicamentos.

Otro procedimiento bastante nuevo llamado ingeniería metabólica permite a los investigadores eliminar las instrucciones genéticas para productos naturales de ciertos microorganismos, alterarlos y devolverlos, lo que potencialmente aumenta la producción de productos naturales a nivel genético o crea productos personalizados que no existen en el mercado. naturaleza.

Donde la naturaleza está escondiendo el próximo tesoro médico, nadie lo sabe. Lo que está claro es que la labor creativa de los químicos es esencial para descubrir y adaptar productos naturales para mejorar la salud humana.

Aprende más:

  • Secretos de los caracoles asesinos
  • Imitando a la madre naturaleza
  • Drogas de las profundidades

Este artículo de Inside Life Science se proporcionó a WordsSideKick.com en cooperación con el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, que forma parte de los Institutos Nacionales de la Salud.


Suplemento De Vídeo: HOMBRES 3.0 - HUMANOS REPARADOS - DOCUMENTALES 2018,DOCUMENTALES DE LA 2,DOCUMENTALES CIENCIA.




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