La cúrcuma: un colorante natural contra el cáncer, pero poco soluble
Por Laura Eugenia Romero, Margarita Sánchez y Fernando García
Artículo de divulgación científica
La cúrcuma es una planta perenne cultivada es el sureste de Asia, cuya raíz es comúnmente utilizada como colorante natural y como especia para cocinar. Estudios recientes han demostrado que la raíz de la cúrcuma contiene diversas sustancias con actividad biológica, entre las cuales se encuentran los llamados curcuminoides, descritos en la Figura 1.
Figura 1. Principales curcuminoides presentes en la cúrcuma.
Uno de los curcuminoides principales, llamado curcumina, ha demostrado tener propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas. Pero a pesar de las excelentes propiedades de esta especia oriental, uno de los principales problemas que presenta es que la curcumina como sustancia bioactiva tiene una baja solubilidad en sistemas acuosos, lo que limita su absorción en el organismo. La tabla 1 muestra la baja solubilidad de esta sustancia en el organismo humano.
| Dosis | Muestra | Curcumina disuelta (%) |
Referencia |
| 2000 ppm | Suero | 0.0003 | [6] |
| 3.6 g | Plasma | 0.0001 | [7] |
| 3.6 g | Colon | 0.0001 | [8] |
Tabla 1. Niveles de curcumina medidos en humanos posterior a la administración de curcumina vía oral.
Estrategias de solubilidad
Para mejorar la solubilidad de la curcumina en este medio acuoso se han abordado diversas estrategias. Entre ellas se encuentran la incorporación de la curcumina en nanopartículas de polímeros degradables por el organismo y encontrados en productos alimenticios actuales [11] y la formulación de microemulsiones aceite-en-agua (O/W).
Las microemulsiones son dispersiones líquidas transparentes de dos líquidos que comúnmente no se mezclan, los cuales son estabilizados por una capa de surfactante [9]. Este tipo de dispersiones son de especial interés, puesto que pueden aumentar de manera considerable la solubilidad de componentes, como la curcumina.
Dentro de las ventajas que ofrecen las microemulsiones se encuentran su estabilidad, su transparencia óptica, su alta capacidad de solubilización, y que son excelentes en la dispersión de los compuestos activos; además de su capacidad de proteger dichos compuestos activos contra el medio biológico en el que se encuentran [14]. Asimismo, debido a su estabilidad termodinámica, se forman espontáneamente, una vez que las condiciones de composición y temperatura son las adecuadas; lo anterior significa que no se requiere de equipos especiales para su formulación, simplemente sus constituyentes se mezclan a la composición y temperatura adecuadas.
En esta investigación, se realizaron microemulsiones aceite-en-agua con concentraciones elevadas de curcumina, utilizando componentes de grado nutracéutico y se determinó su estabilidad a distintas temperaturas, variando la presencia de electrolitos en el medio para asemejar condiciones fisiológicas y sus características físicas.
Se realizaron experimentos de fases tal como se muestra en la figura 2, donde se presentan sistemas de tres componentes: agua, Brij®10 (como surfactante) y Lactato de Butilo (como fase oleosa), buscando explorar las zonas de puntos rojos que representa la zona donde esta mezcla se comporta como una fase de microemulsión, es decir, transparente, fluida, y ópticamente isotrópica (no birrefringente).
Figura 2. Comportamiento fásico del sistema Agua/(-)Lactato de butilo/Brij R O10 a 25°C (arriba) y 37°C (abajo) [16]. Las líneas rojas delimitan la zona de microemulsión sin curcumina; los puntos rojos representan las composiciones que se comportaron como microemulsiones al incorporar curcumina en la fase oleosa.
Resultados
Con la elaboración de estos sistemas de tres componentes, se logró formular microemulsiones con un sistema compuesto por Agua/Brij O 10®/(-) Lactato de Butilo, lográndose incorporar la curcumina y llegando a límites de solubilidad de 3.11 % y 3.43 % (%peso/peso), muy superiores a la solubilidad mostrada en la Tabla 1, lo cual indica ser un sistema multifásico de interés para el estudio de su bioactividad en propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y anticancerígenas.
Autores
Dra. Laura Eugenia Romero Robles es directora de la carrera de Ingeniero en Nanotecnología y Ciencias Químicas en el Tec de Monterrey, Campus Monterrey. romero@tec.mx
Dra. Margarita Sánchez Domínguez es investigadora titular B, del Centro de Investigación de Materiales Avanzados (CIMAV S.C.) Unidad Monterrey. margarita.sanchez@cimav.edu.mx
M.C. Fernando García Escobar es especialista de proyecto en el Centro de Innovación, Diseño y Tecnología, y profesor de cátedra del Departamento de Ciencias, en el Tec de Monterrey, Campus Monterrey.
¿Quieres saber más?
El artículo científico “Formulación y caracterización de microemulsiones aceite-en-agua para incrementar la solubilidad y estabilidad de curcumina”, indizado recientemente en la base de datos Scopus, se encuentra completo y en acceso abierto aquí o en el siguiente DOI: 10.18687/LACCEI2019.1.1.224
Bibliografía
[6] G. Shoba, D. Joy, T. Joseph, M. Majeed, R. Rajendran, and P. S. S. R. Srinivas, “Influence of Piperine on the Pharmacokinetics of Curcumin in Animals and Human Volunteers,” Planta Med, vol. 64, no. 04, pp. 353–356, 1998.
[7] R. A. Sharma, S. A. Euden, S. L. Platton, D. N. Cooke, A. Shafayat, H. R. Hewitt, T. H. Marczylo, B. Morgan, D. Hemingway, S. M. Plummer, M. Pirmohamed, A. J. Gescher, and W. P. Steward, “Phase i clinical trial of oral curcumin: Biomarkers of systemic activity and compliance,” Clinical Cancer Research, vol. 10, no. 20, pp. 6847–6854, 2004.
[8] G. Garcea, D. P. Berry, D. J. Jones, R. Singh, A. R. Dennison, P. B. Farmer, R. A. Sharma, W. P. Steward, and A. J. Gescher, “Consumption of the putative chemopreventive agent curcumin by cancer patients: Assessment of curcumin levels in the colorectum and their pharmacodynamic consequences,” Cancer Epidemiology Biomarkers & Prevention, vol. 14, no. 1, pp. 120–125, 2005.
[9] I. Danielsson and B. Lindman, “The definition of microemulsion,” Colloids and Surfaces, vol. 3, no. 4 , pp. 391–392, 1981.
[11] A. C. Sintov, “Transdermal delivery of curcumin via microemulsion,” International Journal of Pharmaceutics, vol. 481, no. 1–2, pp. 97 – 103, 2015.
[14] P. Viral, M. Sneha, B. Patel, and S. Parmar, “Formulation and characterization of microemulsion based gel of curcumin for the management of plaque psoriasis.,” Original research article.
[16] M. Sanchez-Dominguez, H. Koleilat, M. Boutonnet, and C. Solans, “Synthesis of Pt nanoparticles in oil-inwater microemulsions: Phase behavior and effect of formulation parameters on nanoparticle characteristics,” Journal of Dispersion Science and Technology, vol. 32, no. 12, pp. 1765–1770, 2011.