Un compuesto extraído de vegetales puede disminuir daño pulmonar en bebés prematuros

Por Gabriela Guzmán
Artículo de divulgación

De los más de 130 millones de nacimientos al año en el mundo, 11.1% son prematuros, es decir que nacen antes de la semana 37 de gestación.

Al nacer antes de tiempo, los bebés prematuros presentan características diferentes, como son un peso más bajo, problemas para alimentarse y dificultad para respirar, pero una de las patologías que comúnmente presentan es la displasia broncopulmonar. Esta enfermedad se genera por una alteración en el desarrollo pulmonar tanto de las vías aéreas como de los vasos pulmonares, y es la principal causa de enfermedad crónica y de morbilidad en estos bebés.

¿Por qué los bebés prematuros son propensos al daño pulmonar?
En condiciones normales, la concentración de oxígeno que respiramos es del 21%, pero los bebés prematuros generalmente son expuestos a concentraciones mucho mayores, como parte del manejo de la insuficiencia respiratoria que frecuentemente presentan al nacer, además de estar en riesgo de presentar periodos de hipoxia (es decir, un estado de deficiencia de oxígeno en la sangre).

Si bien la exposición a altas concentraciones de oxígeno incrementa la sobrevida de los bebés, también les produce efectos negativos en diversos órganos, entre ellos el pulmón. La inflamación y el estrés oxidante provocan que sus pulmones se desarrollen con alveolos más grandes de lo normal y en menor número.  Esto da como resultado el desarrollo de displasia broncopulmonar y provoca que al crecer tengan una menor capacidad pulmonar, mayor riesgo de infecciones respiratorias y que presenten otras complicaciones como hipertensión pulmonar.

Al nacer, los bebés prematuros aún no tienen un sistema antioxidante completamente maduro, por lo que, al exponerlos a altas concentraciones de oxígeno, producen especies reactivas de oxígeno que activan diferentes vías inflamatorias.

Nuestra propuesta
Aunque existen diversos tratamientos enfocados en tratar de prevenir y disminuir los efectos de la displasia broncopulmonar, hasta la fecha ninguno de ellos ha demostrado disminuir significativamente la morbilidad de estos bebés.

Por esta razón lo que nuestro grupo de investigación está proponiendo es activar prenatalmente la actividad antioxidante en estos bebés como una posible estrategia para disminuir el daño pulmonar, ocasionado por la exposición a altas concentraciones de oxígeno.

la utilización de un compuesto xenobiótico derivado de vegetales como brócoli, coliflor, coles de Bruselas, puede promover efectos quimio-protectores

En la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud del Tecnológico de Monterrey, en el Grupo de Investigación en Genética Humana, al que pertenecen los doctores Fabiola Castorena y Víctor Lara Díaz, ambos profesores investigadores, miembros del Sistema Nacional de investigadores, y con el apoyo de alumnos de especialidades médicas y del Servicio Social de Medicina, hemos trabajado con un modelo animal de displasia broncopulmonar en ratas, con el objetivo de buscar nuevos blancos terapéuticos y estrategias de tratamiento para disminuir el desarrollo de la displasia broncopulmonar.

Uno de los proyectos que se están desarrollando en este grupo de investigación, es la utilización de un compuesto xenobiótico derivado de vegetales crucíferos como el brócoli, coliflor, coles de Bruselas, que puede promover efectos quimio-protectores mediante la regulación de enzimas antioxidantes y la inhibición de vías proinflamatorias.

Este compuesto se le administró a una muestra de ratas preñadas, cuyas crías, al nacer, fueron sometidas a periodos de altas concentraciones de oxígeno (80%) y de hipoxia (10%), similar a los que se presentan en los bebés prematuros, generando alteraciones estructurales en los pulmones de las crías, similares a los cambios que sufren los niños con displasia broncopulmonar.

Así, estudiando los cambios histológicos en el tejido pulmonar y la expresión de diferentes proteínas y de genes que participan en el sistema antioxidante, tanto en sangre como en tejido pulmonar de las crías, podemos evaluar en el modelo animal el efecto de la administración prenatal del xenobiótico.

Uno de los parámetros que se evalúan en los modelos animales de displasia broncopulmonar es el conteo radial de los alveolos, el cual se realiza analizando el tejido pulmonar en un corte histológico visto en el microscopio, contando el número de alveolos y evaluando el grado de desarrollo pulmonar.

En nuestro estudio, encontramos que el conteo radial alveolar en las crías de ratas sanas era de 8, mientras que en las crías que se expusieron a las altas concentraciones de oxígeno sin recibir el xenobiótico fue de 4, y que al administrar el xenobiótico de forma prenatal y posteriormente someter a las crías a altas concentraciones de oxígeno, el conteo llegó a 7 (como se puede ver en la imagen).

En este estudio vimos que la administración prenatal del xenobiótico fue inocua para las ratas preñadas, pero sí logramos mejorar la actividad del sistema antioxidante de las crías y con eso disminuir el daño que producen las altas concentraciones de oxígeno en el desarrollo de sus pulmones.

Es necesario hacer más evaluaciones de los efectos de la administración del xenobiótico a mediano y largo plazo en las crías, pero estos resultados son alentadores y nos brindan la oportunidad de seguir investigando los beneficios de su administración prenatal.

Finalmente, sabemos que el camino para desarrollar un tratamiento eficaz que prevenga el desarrollo de la displasia broncopulmonar es largo y sinuoso, pero no hay mejor gratificación que el pensar en el posible beneficio que puede generar el esfuerzo de todo nuestro equipo.

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La autora
La Dra. Gabriela Guzmán Navarro es Médico Cirujano egresada de la Escuela de Medicina del Tecnológico de Monterrey en 2003. Realizó su Especialidad en Pediatría también en el Tecnológico de Monterrey. Actualmente cursa el grado de Doctorado en Ciencias Clínicas en dicha Escuela. Desde 2010 es profesora de la Escuela Medicina y Ciencias de la Salud del Tecnológico de Monterrey y desde el 2017 es Coordinadora de Acreditaciones e Investigación de los Posgrados Clínicos de la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud en la Región Norte. gabriela.guzman@tec.mx

Asesora
La Dra. Fabiola Castorena Torres es Química Farmacéutica Bióloga por la Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Xochimilco, y obtuvo sus grados de Maestría y Doctorado en Ciencias en Toxicología por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV-IPN), unidad Zacatenco en la Ciudad de México. Actualmente es profesora-investigadora de tiempo completo en la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud y Coordinadora del Programa de Posgrado en Ciencias Biomédicas del Tecnológico de Monterrey. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores (Nivel 1). fcastorena@tec.mx

Este proyecto de investigación fue presentado en el “Coloquio Doctoral” durante el 49° Congreso de Investigación y Desarrollo, del Tecnológico de Monterrey.