Investigación realizada por:
Daniela Guardado, Janet Gutiérrez y Sergio Serna Saldívar
Editora del artículo de divulgación:
Lety Amisadai Ortega Garrido, alumna de Biotecnología
Muy probablemente alguna vez hayas observado cómo una herida en la piel se regenera; quizás también sepas sobre el asombroso desarrollo de un feto hasta convertirse en bebé. En ambos casos la división celular o mitosis está involucrada. La mitosis es el proceso mediante el cual una célula madre se divide en dos células hijas idénticas, es decir, equipadas con la misma información genética.
En el caso del cáncer, la regulación de este importante proceso no es la apropiada y las células se reproducen incontroladamente dando lugar a la formación de tumores o neoplasmas (del griego neo “nuevo”, plasma “formación”).
Las células obtienen energía a través del metabolismo de los alimentos, la cual es usada para el mantenimiento, la división y la reparación celular. En las células normales el metabolismo genera especies reactivas de oxígeno conocidas como ROS, por sus siglas en inglés. Estas moléculas son altamente reactivas y cuando hay un exceso de ellas, ocasionan daños a las estructuras de las principales biomoléculas (ADN, ARN, proteínas y lípidos), resultando en varios tipos de enfermedades. De manera similar al Yin y Yang, el cuerpo posee sistemas antioxidantes que trabajan para mantener en equilibrio los niveles de ROS y el estado oxido-reducción de las células.
Las células cancerígenas demandan una gran cantidad de energía para su división y proliferación, mayor que las células normales. Por lo tanto, incrementan el metabolismo lipídico: absorción, síntesis, almacenamiento y liberación de lípidos. Asimismo, se percibe un aumento de ROS, lo que genera que la respuesta antioxidante del cuerpo no sea suficiente. Lo anterior se conoce como estrés oxidativo y es un promotor ineludible del crecimiento tumoral.
El cáncer colorrectal es el tercer tipo de cáncer más común para hombres y mujeres a nivel mundial, tanto así, que en 2012 se estimó una incidencia anual de 1.36 millones de personas.
Del problema a la acción
Dado lo anterior, diversas líneas de investigación encaminadas a la prevención y tratamiento del cáncer se llevan a cabo actualmente. Una tendencia importante en años recientes es la de los alimentos enriquecidos con sustancias benéficas para el cuerpo, como los antioxidantes. La biodisponibilidad de muchos de estos compuestos es mayor cuando se encuentran en fuentes naturales en su forma orgánica.
En este sentido, el selenio se clasifica como un microelemento. La dosis diaria recomendada para personas adultas con un peso promedio de 70 kilogramos es de 55 µg. Una ingesta adecuada de selenio permite la activación de enzimas antioxidantes (las enzimas son proteínas que catalizan las reacciones químicas en los seres vivos), como las enzimas glutatión peroxidasa (GPx) y tiorredoxina reductasa (TrxR). Ambas contienen en su estructura átomos de selenio, y cuando se incrementa el consumo de selenio a través de la dieta, la actividad de ambas enzimas se incrementa.
Alimentos como cereales, carnes rojas, pescados y mariscos, nueces de Brasil y brócoli son una excelente fuente del selenio. Sin embargo, su concentración varía proporcionalmente a su concentración en los suelos. Las deficiencias en la ingesta de selenio, incrementan los riegos del desarrollo de varios tipos de cáncer.
Diversas investigaciones han demostrado el potencial anticancerígeno del selenio, indicando que cuando este mineral es administrado en cantidades supranutricionales (es decir, en dosis mayores a las recomendadas, o 200 µg/día) reduce el crecimiento y la proliferación de células cancerígenas. Por otro lado, se ha determinado que consumir niveles superiores a 350 µg de selenio puede resultar tóxico. Aún así, la biofortificación de selenio en alimentos es una alternativa para incrementar su contenido y su consumo en poblaciones con deficiencias.
Expertos del Grupo de Investigación en Alimentación Funcional y NutriOmics del Tec de Monterrey evaluaron el efecto de una dieta con niveles supranutricionales de selenio sobre la inhibición del crecimiento tumoral de células de cáncer de colon, inoculadas en ratones, usando garbanzo germinado enriquecido con selenio durante la germinación.
Durante la germinación de garbanzo por cuatro días, el selenio adicionado a las aguas de remojo fue acumulado en las proteínas de garbanzo, en dos aminoácidos azufrados (llamados así porque contienen azufre en su composición): la metionina y la cisteína, por desplazamiento de los átomos de azufre, dando lugar a los aminoácidos selenizados: seleniometionina y selenocisteína, ambos reconocidos por su potencial anticancerígeno.
Adicionalmente, durante la germinación del garbanzo se incrementó la concentración de compuestos fenólicos, especialmente los denominados isoflavonoides, los cuales también son reconocidos por sus propiedades antioxidantes y anticancerígenas. Para probar la actividad anticancerígena y antioxidante ejercida por ambos tipos de compuestos, solos o en combinación, fueron diseñadas diferentes dietas variando la concentración de dichos compuestos.
Los ratones fueron alimentados durante tres semanas, posteriormente, les fueron inoculadas las células cancerígenas en la parte dorsal de su cuerpo. Después de esto fueron alimentados por tres semanas más hasta la obtención de los resultados. El crecimiento tumoral fue seguido utilizando tecnología fluorescente.
Los resultados demostraron que los tumores de los ratones alimentados con altas concentraciones de selenio, con y sin isoflavonoides, fueron 40% más pequeños comparados a los del tratamiento control. Se observaron incrementos significativos en las actividades enzimáticas de las seleno-enzimas, glutatión peroxidasa y tiorredoxina reductasa por 122% y 69%, respectivamente, debido al incremento del consumo de selenio. Además, se observó que con el incremento del consumo de selenio los niveles de colesterol, triglicéridos, LDL y HDL, fueron similares a los niveles observados en ratones sanos, contrario a lo observado en los ratones alimentados con dietas deficientes en selenio, donde los niveles de estos parámetros fueron muy bajos.
Estos hallazgos confirman el efecto quimiopreventivo de una dieta rica en selenio. En resumen se propone que uno de los principales mecanismos por los cuales el selenio contenido en los germinados de garbanzo suprime el crecimiento y proliferación de las células cancerígenas, es debido al incremento de la actividad antioxidante de las seleno-enzimas, las cuales ejercen un efecto protector sobre la estabilidad de los compuestos de naturaleza lipídica, impidiendo que estos sean utilizados para la obtención de energía requerida en gran demanda por las células cancerígenas para su acelerado crecimiento y proliferación. Sin embargo, es necesario realizar investigaciones más profundas para esclarecer aún más el mecanismo molecular anticancerígeno ejercido por el selenio.
La perspectiva futura del grupo de científicos del Tec de Monterrey es que, en poco tiempo, alimentos con alto nivel nutricional, enriquecidos con selenio, como el garbanzo, estén disponibles en el mercado y puedan ser utilizados para disminuir los riesgos de la aparición y desarrollo de cáncer de colon, así como incrementar la expectativa de vida de miles de personas. No obstante, lo anterior supone retos de comercialización y control de consumo.
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¿Quieres saber más?
Effect of sodium selenite on isoflavonoid contents and antioxidant capacity of chickpea (Cicer arietinum L.) sprouts
