¿Alguien tiene un marcapasos cardíaco o implantes de dispositivos médicos? ¿Qué tal llaves, un teléfono móvil o incluso una billetera? No queremos que nada se dañe o se borre».
Estas son preguntas que Patrick Still, profesor asistente de química y bioquímica en la Universidad Estatal de California, Dominguez Hills (CSUDH), hace con cautela a las personas que se aventuran en la nueva instalación de resonancia magnética nuclear (NMR) del campus y se acercan al nuevo espectrómetro JEOL 400 MHz NMR, que el laboratorio Still utiliza para la investigación del cáncer.
Still utiliza el espectrómetro de RMN para realizar su investigación sobre extractos de plantas que obtuvo del Programa de Repositorio Activo del Instituto Nacional del Cáncer (NCI). Los extractos se prepararon a partir de plantas originarias de regiones tropicales de todo el mundo que muestran actividad en el NCI-60 Human Tumor Cell Lines Screen, una colección de 60 líneas celulares que se encuentran en diferentes tipos de cáncer.
«Usamos análisis biológicos para determinar qué sustancias químicas de los extractos de plantas buscamos para determinar la estructura mediante métodos de RMN, un proceso iterativo conocido como fraccionamiento guiado por bioensayo. Luego, probamos compuestos puros contra las células de cáncer cerebral», dijo Still, el principio investigador del proyecto que trabaja en el campo de la química de productos naturales, investigación que cruza la química orgánica y la química analítica.
La recompensa sería encontrar un nuevo compuesto principal que pudiera convertirse en un fármaco para el tratamiento del cáncer. Ese sería el descubrimiento definitivo. – Patricio todavía
El NMR de 400 MHz es la compra de infraestructura de investigación más grande en la historia del campus de CSUDH. Still seleccionó, configuró y coordinó la compra de $400,000 a través de la interacción con las finanzas del campus, las instalaciones y otros administradores durante su primer año de enseñanza en la universidad. La compra de NMR es un paso fundamental para que CSUDH refuerce la infraestructura de investigación del Departamento de Química, según Still, quien asumió el cargo de coordinador de NMR en 2015.
El costo valió la pena. La espectroscopia de RMN no solo detecta y mide componentes en extractos de plantas y otras mezclas complejas, sino que también puede verificar la pureza, la identidad y la composición. El instrumento hace posible el proyecto actual del laboratorio centrado en el descubrimiento de inhibidores de productos naturales de una enzima clave en la progresión del cáncer llamada histona desmetilasa.
Hay dos partes en la investigación del cáncer cerebral del Still Lab. El primero es la química de productos naturales; la química de separación analítica y el análisis de RMN que Still realiza en extractos de plantas. La segunda parte consiste en pruebas colaborativas en el campus para la actividad anticancerígena en un «laboratorio de cultivo celular» que cuenta con un gabinete de bioseguridad, un microscopio para observar las células y una incubadora para cultivar células. La incubadora crea una atmósfera similar a la del interior de un cuerpo humano.
«Diariamente, purificamos extractos de plantas utilizando varios tipos diferentes de cromatografía química y, una vez puro, el químico se dilucida con la ayuda del espectrómetro NMR», dijo Still. «Las lecturas espectrales de la computadora nos dicen, por ejemplo, que este átomo de hidrógeno está al lado de este átomo de carbono, que está al lado de este átomo de oxígeno. La elucidación inequívoca de una estructura química es muy parecida a resolver un rompecabezas, pero las ‘piezas’ son Experimentos de RMN que te dicen algo sobre el andamio químico en su conjunto».
Las pruebas de actividad anticancerígena en el laboratorio de cultivo celular se realizan en colaboración con Tilly Wang, profesora de química y biología y directora del departamento de CSUDH. Wang es un experto en el área de bioquímica y proteómica de proteínas. Su papel de apoyo en el proyecto de investigación de Still consiste en probar compuestos de productos naturales puros para la inhibición de la histona desmetilasa.
«Nuestra hipótesis es que el tratamiento con inhibidores de la histona desmetilasa de productos naturales puede disminuir la aparición de quimiorresistencia observada en la terapia actual contra el cáncer de cerebro», dijo Wang, quien recientemente publicó en la revista Investigación contra el cáncer sobre esta dirección de investigación.
En última instancia, Still espera identificar una nueva estructura compuesta a partir de los extractos de plantas, y que sus compuestos se utilicen en estudios de optimización de plomo sintético, un primer paso importante en el desarrollo clínico de fármacos contra el cáncer.
«Este es un trabajo lento pero gratificante, porque la recompensa sería encontrar un compuesto principal novedoso que podría convertirse en un fármaco para el tratamiento del cáncer. Ese sería el descubrimiento definitivo», dijo Still.
