Mito o realidad: Equisetum en la medicina tradicional



Roberto Villagrán Torres, Jesús Sandoval Ramírez, Alan Carrasco-Carballo
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Para millones de personas, la medicina tradicional desarrollada por los pueblos originarios es un recurso fundamental en el cuidado de la salud; además, forma parte de la cosmovisión y de la identidad indígena, y resalta la profunda relación que han tenido los pueblos originarios con el ecosistema y su manejo sustentable.

     Por su elevada importancia, muchos países europeos y asiáticos se han dedicado a crear farmacopeas para el uso racional de plantas medicinales (Jiménez, 2017). En México, las comunidades y los pueblos originarios han utilizado cerca de 7,000 especies vegetales (de un total de las más de 20,000 especies de plantas reportadas en México) para realizar tratamientos de medicina tradicional (se carece de farmacopea nacional), entre las que se puede encontrar a las “colas de caballo” (Gallardo, 2006).

     En la actualidad, diversos grupos de investigación se han dado a la tarea de buscar explicación científica de dichos usos medicinales tradicionales, enfocándose en la evaluación biológica en modelos animales con inducción de las patologías contra las que se utilizan las plantas medicinales (Wang et al., 2022).

     Para reforzar lo anterior se pueden emplear nuevas herramientas para analizar datos a través de un nuevo enfoque, como el uso de herramientas bioinformáticas, para encontrar una correlación entre los metabolitos que contiene la planta medicinal y las dianas moleculares asociadas a la enfermedad de estudio (Vibala et al. 2020).

 

EL GÉNERO EQUISETUM

 

Las plantas conocidas como “cola de caballo”, “carricillo” o Equisetum, son un grupo de plantas casi idénticas a las localizadas en fósiles de hace 360 millones de años, que dominaron el planeta en territorio y número, pero que fueron extinguiéndose a lo largo de los años hasta quedar actualmente en un reducido grupo de 15 especies (Figura 1; Husby y Walkowiak, 2012).

     Las características morfológicas y genómicas del género Equisetum respaldan su carácter primitivo (Gallardo, 2006). Las “colas de caballo” mantienen la reproducción por esporas concentradas en los estróbilos, órganos reproductivos considerados primitivos, y no tienen flores ni frutos ni semillas, estructuras típicas de plantas de evolución reciente (Gallardo, 2006). La reproducción por esporas aparece en plantas que aún no lograban independizarse del ambiente húmedo. Ciertamente, Equisetum está siempre cercano a cuerpos de agua en todo el mundo (Husby y Walkowiak, 2012).

     Las plantas del género Equisetum poseen metabolitos secundarios con funciones ecológicas de tipo repelentes, insecticidas o venenos, los cuales tienen potencial medicinal, industrial, alimentario y económico, como lo han demostrado anteriormente diferentes grupos de metabolitos secundarios, al ser sintetizados y utilizados como medicamentos, saborizantes, colorantes, aromatizantes, entre otros (Husby y Walkowiak, 2012).

     En la medicina tradicional mexicana, Equisetum se ha empleado como diurético, cicatrizante, antiinflamatorio, antihemorrágico y para disolver cálculos renales; por ejemplo, en Puebla se bebe en infusión para tratar infecciones urinarias y dolor de riñón, dolor de estómago y anemias. (Gallardo, 2006).

 

METABOLITOS SECUNDARIOS

 

Las plantas del género Equisetum tienen una composición química con pequeñas variaciones en metabolitos y en sus porcentajes, dependiendo de la especie y el hábitat (Husby y Walkowiak, 2012). Son ricas en sales minerales y es muy característico encontrar átomos de silicio, principalmente en forma de sílice (SiO2) y silicatos hidrosolubles; además, presentan una importante cantidad de sales de potasio, calcio, fósforo y, en menor proporción, sodio, magnesio, manganeso y zinc (Villar e Iglesias, 2006). La siguiente tabla presenta los metabolitos secundarios identificados para cada especie, según datos bibliográficos (Tabla 1).

     Los compuestos fenólicos y los flavonoides suelen ser llamativos por su destacada actividad antioxidante; sin embargo, también intervienen en la comunicación celular, regulan el crecimiento celular y la liberación de enzimas detoxificantes (Asgarpanah y Roohi, 2012). De los compuestos fenólicos, se han demostrado efectos vasodilatadores, anticarcinogénicos, antiinflamatorios, bactericidas, estimuladores de la respuesta inmune, antialérgicos, antivirales, efectos estrogénicos e inhibidores de fosfolipasa A2, cicloxigenasa, 1-hipooxigenasa, glutatión reductasa y xantina oxidasa (Asgarpanah y Roohi, 2012). Los terpenos son un amplio grupo de moléculas que incluyen hormonas, pigmentos carotenoides, esteroles y aceites esenciales, los cuales poseen importancia medicinal gracias a sus propiedades anticarcinogénicas, antimicrobianas, antiulcerosas, antiinflamatorias, antitumorales y antivirales; además, se han utilizado para tratar el envenenamiento producido por consumo de hongos venenosos del género Amanita (Asgarpanah y Roohi, 2012). Los esteroides vegetales tienen acción en el desarrollo vegetal; sin embargo, al ser consumidos por el organismo animal, las moléculas sustituyen los sitios celulares donde actúa el colesterol en el sistema digestivo, desplazándolo hacia la excreción y disminuyendo los niveles de colesterol en el torrente sanguíneo; por otro lado, se han demostrado sus propiedades antiinflamatorias, bactericidas y fungicidas (Muñoz et al., 2011).

     Estas moléculas tienen potencial de desencadenar reacciones metabólicas activadoras o inhibitorias al interactuar con receptores celulares o dianas biológicas; de ahí su interés medicinal y farmacológico (Muñoz et al., 2011).

     No obstante, conocer la diana específica con la cual pueden interaccionar los compuestos fenólicos es complicado, ya que depende de la estructura molecular del género de plantas de donde se aíslen, por lo que, cruzando herramientas bioinformáticas con la lista de metabolitos reportados en la bibliografía, es posible proponer las dianas con las que podría interaccionar (Carrasco-Carballo, 2023).

 

¿CON QUÉ DIANAS BIOLÓGICAS INTERACCIONAN LOS METABOLITOS DE EQUISETUM?

 

La correlación del total de metabolitos secundarios con el grupo de todas las dianas activadas por cada uno de ellos se presenta de manera gráfica a través del diagrama 50 + 1 (Figura 2), el cual nos presenta en formato de frecuencia, el porcentaje de similitud que tienen el total de estructuras con respecto a una base de datos de moléculas con actividad biológica demostrada; se calcula mediante el análisis 2D y 3D de la estructuras comparando a nivel de grupos funcionales y distribución polar espacial sumando la probabilidad de interacción con cada proteína respecto al total de moléculas.

     Con este diagrama es posible identificar a las dianas prioritarias; es decir, las dianas con una mayor probabilidad de presentar respuesta metabólica por el consumo de las “colas de caballo”. El Diagrama 50 + 1 se obtuvo a partir de la base de datos de estructuras generado por los reportes bibliográficos; a través de la plataforma SwissTargetPrediction (Daina et al., 2019) se determinó la lista de dianas con posible interacción, reportando aquellas en las que al menos el 50 % de las moléculas presentan una similitud estructural 2D o 3D.

     En el estudio in silico desarrollado, se observó interacción con proteínas dianas que participan en procesos de tipo antiinflamatorio, antiespásmico, antisenescente, productor de colágeno y relacionadas con el sistema urinario.

     Esta información expone una posible explicación del funcionamiento del consumo de las plantas propuesto por la medicina tradicional de diferentes poblaciones originarias. Si bien no se determina el tipo de interacción molecular que ocurre, sí se puede fundamentar que las plantas en cuestión pueden tener las funciones propuestas por la medicina tradicional, deducido esto por los sitios, células y proteínas dianas con las que interactúan los metabolitos secundarios presentes en las plantas del género Equisetum.

 

ACOPLAMIENTO MOLECULAR (DOCKING)

 

Por otro lado, el estudio in silico despierta interrogantes con respecto a la interacción de las plantas de Equisetum con receptores celulares característicos para cánceres sólidos, como el cáncer de colon, pulmón, ovario, testículo, esofágico y renal, así como con la acetilcolinesterasa y el potencial farmacológico que podría estar oculto en estas plantas.

     Por otro lado, se ha ensayado el docking molecular (técnica que simula interacciones entre una molécula pequeña, y una proteína. Mediante la comparación contra algún control reportado permite establecer una actividad similar o mejor que este último) realizado con el programa Glide (suite Schrödinger), utilizando un sistema a pH de 7.4 con movilidad en el sitio de la enzima correspondiente (Carrasco-Carballo, 2023) para las proteínas diana AChE y CA2 (Cheung et al., 2013; Temmperini et al., 2008).

     Se puede observar que gran cantidad de metabolitos secundarios tienen mejor energía de acoplamiento (análogo a la energía de Gibbs que permite estimar si un proceso, interacción proteína-ligando particularmente, es espontáneo y por tanto favorable) que la galantamina, el fármaco de referencia, lo que sugiere actividad potencial contra enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Para el caso de CA2 se observa un fenómeno similar; es decir, los fitoconstituyentes tienen un potencial inhibidor en esta vía. Si bien esto es positivo contra algunas enfermedades, es de considerarse que puede generar irregularidades metabólicas en sistemas sanos, por lo que el consumo de Equisetum debe ser controlado (Cheung et al., 2013).

 

CONCLUSIONES

 

Las plantas de Equisetum demostraron su potencial mediante el empleo de herramientas bioinformáticas y la revisión bibliográfica realizada. Diversos componentes de Equisetum parecen tener efectos de tipo anticancerígeno, antiinflamatorio, antiespásmico, antisenescente, así como efectos positivos contra enfermedades neurodegenerativas; sin embargo, las pruebas demuestran posibles desregulaciones en organismos sanos.

     Los estudios de acoplamiento molecular realizados a los metabolitos secundarios soportan interacciones duales con la AChE y la CA2, por lo que es necesario emprender evaluaciones biológicas a estas dianas para desentrañar correlaciones y dar sustento científico al tratamiento propuesto por la medicina tradicional.

 

REFERENCIAS

 

Asgarpanah J and Roohi E (2012). Phytochemistry and pharmacological properties of Equisetum arvense L. Journal of Medicinal Plants Research 6(21):3689-3693.

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Carrasco-Carballo A, Mendoza-Lara D, Rojas-Morales J, Alatriste  V, Merino-Montiel P, Luna F and Sandoval-Ramírez J (2023). In silico Study of coumarins Derivatives with Potential Use in Systemic Diseases. Biointerface Research in Applied Chemistry 13(3):1-21.

Cheung J, Gary E, Shiomi K and Rosenberry T (2013). Structures of Human Acetylcholinesterase Bound to Dihydrotanshinone I and Territrem B Show Peripheral Site Flexibility. ACS Medicinal Chemistry 4(11):1091-1096.

Daina A, Michielin O and Zoete V (2019). SwissTargetPrediction: updated data and new features for efficient prediction of protein targets of small molecules. Nucleic Acids Research 47(1):357-364. 

Gallardo J (2006). Importancia etnobotánica de una planta vascular sin semilla en México: Equisetum. Polibotánica 20(1):61-74.

Husby C and Walkowiak R (2012). An Introduction to the Genus Equisetum (Horsetail) and the Class Equisetopsida (Sphenopsida) as a whole. International Research Botany Group (2012):4-13.

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Muñoz A, Alvarado-Ortíz C and Encina C (2011). Fitoesteroles y fitoestanoles: Propiedades saludables. Horizonte Médico 11(2):93-100.

Müller J, Puttich P and Beuerle T (2020). Variation of the Main Alkaloid Content in Equisetum palustre L. in the Light of Its Ontogeny. Toxins 12(710):1-14.

Vibala BV, Praseetha PK and Vijayakumar S (2020). Evaluating new strategies for anticancer molecules from ethnic medicinal plants through in silico and biological approach-A review. Gene Reports 18(100553):1-15.

Villar A e Iglesias I (2006). Equiseto. Farmacología y farmacoterapia. Farmacia Profesional 20(2):74-77.

Wang Y, Zhao Y, Liu X, Li J, Zhang J and Liu D (2022). Chemical constituents and pharmacological activities of medicinal plants from Rosa genus. Chinese Herbal Medicines 14(2):187-209.

 

Roberto Villagrán Torres
Jesús Sandoval Ramírez
Alan Carrasco-Carballo
Laboratorio de Elucidación y Síntesis en Química Orgánica
Facultad de Ciencias Químicas
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

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