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EVALUACIÓN DEL EFECTO INMUNOESTIMULANTE DE EXTRACTO DEL AMARANTHUS
HYBRIDUS L. Y SUS COMPONENTES EN LA ACTIVACIÓN DE CÉLULAS LINFOIDES
EVALUATION OF IMMUNOSTIMULANT EFFECT OF AMARANTHUS HYBRIDUS L. EXTRACT
AND COMPONENTS IN LYMPHOID CELL ACTIVATION
Miguel Marín Gómez1*,
Consuelo Medina Armijos ,
1
Hermel Salinas Medina1,
. Centro de Biotecnología. Universidad Nacional de Loja. Ciudadela Universitaria.
Loja-Ecuador.
1
. Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias. Quito-Ecuador.
2
Elena Villaceres Poveda2,
Miguel Barría Maldonado3
Segundo Marín Gómez4
. Universidad Austral de Chile. Chile
3
. Secretaria Nacional del Agua. Quito-Ecuador.
4
* Autor para correspondencia: mimarin007@hotmail.com
Resumen
Los inmunoestimulantes que actualmente existen para la producción de vacunas, generan efectos
secundarios (procesos inflamatorios) en la población a vacunar. El Ecuador, y en particular la Región
Sur es reconocida internacionalmente como una de las zonas más biodiversas del planeta, con una
gran cantidad de plantas nativas con propiedades inmunoestimulantes. El sangorache, es una planta
herbácea originaria de los Andes Ecuatorianos que ha demostrado tener propiedades tanto nutritivas
como medicinales. Tradicionalmente la población ha utilizado esta planta como un antibacteriano,
antiviral y antimicótico, sin embargo, no se conoce los efectos de esta planta o sus componentes
a nivel inmunológico, específicamente sobre la inmunidad innata y adquirida para potenciar las
defensas e impedir la invasión de los microorganismos al huésped. En el país se dispone de extractos
de sangorache para estudiar los diferentes componentes en el campo nutricional y como colorante
natural. Así mismo, el extracto puro y sus componentes (proteínicos, alcaloides, vitaminas, etc.) del
extracto no han sido estudiados en el campo inmunológico. Una vez conocido los efectos de uno
o varios componentes del sangorache podría ser administrado con las vacunas o en reemplazo al
coadyuvante utilizado actualmente. Por último, conocida la propiedad del producto podría ser utilizado
en pacientes inmunodeprimidos y en el caso podría ser utilizado conjuntamente con el antígeno
específico, es decir ser empleado en la producción de vacunas.
Palabras claves: Amaranthus hibrydus, inmunoestimulante, células linfoides.
Abstract
Immunostimulatory currently exist for vaccine production; generate secondary effects (inflammatory
processes) in the population to be vaccinated. The Ecuador, particularly the southern region is
internationally recognized as one of the most biodiverse areas on the planet with a lot of native plants
with immunostimulatory properties. The sangorache is native to the Ecuadorian Andes herb that
has been shown to have both nutritional and medicinal properties. Traditionally, this plant population
used as an antibacterial, antiviral, antifungal , however , the effects of this plant or its components
in immune , specifically on the innate and acquired immunity are known to strengthen the defenses
and to prevent the invasion of the microorganisms to the host. The country has sangorache extracts
to study the different components in the nutritional field and as a natural dye. Also, the pure extract
and its components (protein, alkaloids, vitamins, etc.). Extract components have not been studied in
the immunological field. Once known the effects of one or more components could be sangorache
vaccines administered with or in replacement to the adjuvant currently used. Finally, known product
property could be used in immunocompromised patients and in the case could be used in conjunction
with the specific antigen, i.e. be used in vaccine production.
Keywords: Amaranthus hibrydus, immunostimulant, lymphoid cells.
Recibido: junio 04 de 2014
Aprobado: septiembre 07 de 2014
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Marín et al. (2014); EVALUACIÓN DEL EFECTO INMUNOESTIMULANTE DE EXTRACTO DEL
Amaranthus hybridus L. Y SUS COMPONENTES EN LA ACTIVACIÓN DE CÉLULAS LINFOIDES
Introducción
Los aspectos que determinan la sobrevida y el
crecimiento de las especies, están dadas por
las posibilidades de reproducción, nutrición y
defensa frente patógenos. Es tarea del sistema
inmune proteger al individuo de la invasión por
virus, bacterias, hongos y parásitos mismos
que usan diversas estrategias para vencer las
defensas naturales y adquiridas. Frente a este
peligro, el sistema inmune ha desarrollado
mecanismos de defensa innatas y mecanismos
de defensa adaptativa, con el único fin de
impedir la invasión de microorganismos
patógenos al huésped. De esto se desprende
que la sobrevida de un individuo, población o
especie dependa de los nutrientes que tenga
a su disposición y su capacidad de defensa,
traduciéndose en una población más saludable
y menores gastos en tratamientos.
La inducción del aumento de la actividad del
sistema inmune frente a gérmenes específicos
es de muy antigua data, pero se considera
a Jenner como precursor de la vacunación
frente a la viruela (1779), y luego un siglo
después Pasteur generalizó esta práctica
profiláctica para animales y el hombre. Por otro
lado, los trabajos de Metchnikoff mostraron la
importancia de las células fagocíticas frente a
elementos extraños al organismo, aportando
por primera vez una prueba del rol de lo que
hoy llamamos Inmunidad Innata Celular.
Con el fin de aumentar la eficiencia de los
mecanismos de defensa inmunológicos en
general y mejorar la eficacia específica de
las vacunas se han buscado con insistencia
productos como los adaptógenos, que son
sustancias con características terapéuticas,
generalmente de origen vegetal que regulan y
equilibran la fisiología de uno o varios sistemas
complejos del organismo. En la actualidad y
en la cultura occidental más recientemente
podrían incluirse en este grupo, los
antioxidantes y los suplementos alimenticios
que aportan micro-elementos como Zn,
Mg y Se (Panossian et al., 2009). Además
tenemos los inmunoestimulantes que son
sustancias que pueden administrarse solas
para elevar la capacidad de defensa inmune
innata y adquirida, elevando la resistencia a
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las infecciones en forma inespecífica (Wira
et al., 2004); y por último los adyuvantes que
generalmente se usan acompañando un
antígeno y actúan a través de células que
pertenecen al sistema inmune innato (células
dendríticas y macrófagos) aumentando por
esta vía la respuesta inmune específica (Lowrie
et al., 2000; Sasaki et al,. 2000).
Teoría
sobre
los
mecanismos
de
defensa
inmune
Un hecho central en la defensa contra
patógenos es que para tener una respuesta
inmune adaptativa eficiente, se deben
activar mecanismos de la inmunidad innata
relacionados con el procesamiento y la
presentación del antígeno (Janeway et al.,
2002; Medzhitov et al., 2002; Medzhitov et
al., 1997; Bachmann et al., 2001; Slack et al.,
2009) para así permitir, luego de complejas
interacciones celulares, una buena activación
de los linfocitos efectores (Mitchell et al., 1968;
Friedl et al., 2004) para esto, el primer requisito
es el reconocimiento de lo extraño, lo que las
células del sistema innato lo logran mediante
los PRR´s (Pattern recognition receptors)
destinados a reconocer los PAMP´s (patrones
moleculares asociados a patógenos), estos
receptores han acaparado la atención en los
últimos años y como ejemplo de ellos tenemos
los TLR (toll like receptors), scavenger receptors,
receptores a manosa, receptores para Fc,
receptor N-formyl-Methionin y receptores
a proteína C-reactiva, que contribuyen a la
activación de diferentes grupos de células
pertenecientes a la inmunidad innata, que
en estas condiciones generan citoquinas y
moléculas de adhesión encargadas de activar y
posibilitar el funcionamiento de los mecanismos
de defensa innatos y de modular la respuesta
inmune adaptativa específica, tanto en su
potencia como en sus características (Weiss
et al., 1994; Schwartz et al., 2003; Medzhitov
et al., 1997; Medzhitov et al., 2002; Jankovic et
al., 2002; Rook et al., 2001).
El efecto modulador de la respuesta inmune
luego de la activación de las células de la
inmunidad innata, se debe a su capacidad
de generar un ambiente favorable para
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una respuesta defensiva eficiente, de
características generalmente pro-inflamatorias
(Imler et al., 2001; Soeters et al., 2009) pero que
no se debe exceder en su cuantía ya que en
esta circunstancia podría llevar a un cuadro de
autoinmunidad o la producción de granulomas
(Trinchieri et al., 1995; Brunner et al., 2010).
Inmunomoduladores y mecanismo de acción
Algunos inmunoestimulantes disponibles en el
mercado son:
1) Beta-glucanos: Compuestos derivados de
la pared de algunos hongos y bacterias
que estimulan al sistema macrofágico
uniéndose al receptor CD-18 y TLR-2 de
sus componentes celulares. Un ejemplo
de esta familia de compuestos son los
productos extraídos del hongo Agaricus
blazei que causa estimulación de
citoquinas tipo TH-1 e induce depresión
de IL-4, la principal citoquina del tipo
TH-2 (Gupta et al., 1993; Estrada et al.,
1997).
2) Echinacea: Se le atribuye efectos
inmunoestimulantes capaces de prevenir
el resfrío común y otras enfermedades
infecciosas pero estas cualidades no
han podido ser puestas en evidencia en
estudios científicos (Wasser et al., 1999).
3) Astragalus (Astragalus membranosumus):
Se ha demostrado en ratones como
potenciador de la actividad de los
linfocitos T.
4) Schisandra chinensis: Con propiedades
antiinflamatorios al parecer favorece la
producción de citoquinas del tipo TH-2
y por tanto estimula la respuesta inmune
humoral.
5) Andrographis pamiculata: a través del
compuesto activo andrographolido,
aumenta la respuesta inmune celular
cuando se da en bajas dosis, pero actúa
como inmunodepresor y antiinflamatorio
a dosis altas bloqueando la actividad de
las células presentadoras de antígenos
(CPA) (Melchart et al., 1994; Burgos et
al., 2009; Iruretagoyena et al., 2005).
6) Quillay (Quillaga saponaria Mol.): Contiene
gran cantidad de saponina que se usan
con diferentes propósitos, uno de ellos es
su efecto inmunoestimulante (Burgos et
al., 2005; Morein et al., 1984; Shaw et al.,
1992). Los adyuvantes pueden aumentar
el efecto de una vacuna de múltiples
formas:
a) Mejorando la presentación y estabilidad
del compuesto vacunal.
b) Aumentando la disponibilidad del
antígeno y prolongando su tiempo de
liberación en el organismo.
c) Potenciando la actividad de las CPA
ya sea en la ingestión del antígeno, su
procesamiento y su presentación a las
células T.
d) Induciendo citoquinas que mejoren el
“medio interno” en que se produce la
respuesta inmune; y,
e) Activando la inmunidad innata a
través de un aumento de citoquinas,
aumento
de
PRR
(Pathogen
Recognizing Receptor) aumentando
la acción de macrófagos y células
NK, aumento de IFN tipo I, Factores
de complemento y reactantes de la
fase aguda ( Kersten et al., 1988). Aun
cuando existen ensayos clínicos que
indican la incorporación de nuevos
compuestos incorporados en IRIV’s
(Inmunostimulating
reconstituded
influenza virosomes) (URL: Guideline
on adjuvants in vaccine for human
use, committee medicinal products
for human use. 2005; Zurbriggen et
al., 1999),vacunas que contienen los
coadyuvantes MF59 ( Sardina et al.,
2003; Traquina et al., 1996), QS21
( Wright et al., 1999), (Kensil et al.,
1996; Kensil et al., 1991) ISCOMS
(Wu et al., 1992; Morein et al.,
1988), AS02 (Sundquist et al., 1988)
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Marín et al. (2014); EVALUACIÓN DEL EFECTO INMUNOESTIMULANTE DE EXTRACTO DEL
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y AS04 (Garcon et al., 2003); sin
embargo estos productos si bien son
eficientes, tienen una capacidad proinflamatorias sustancialmente mayor
que las sales de aluminio, produciendo
dolor y aumento de volumen en el
área de inyección (Levie et al., 2002;
Kornbluth et al., 2006). Adicionalmente
los adyuvantes deben ser elementos
que carezcan de poder inductor de
reacciones de hipersensibilidad,
anafilaxia, pirogenicidad, toxicidad
sistémica y carcinogenicidad, este
hace que productos naturales sean los
preferidos en el mercado farmacéutico
(Rezaei, 2006; Bendelac et al., 2002).
Criterios
internacionales sobre el empleo de
plantas medicinales
En el siglo XVII se inició la identificación de
los ingredientes activos de las plantas para
utilizarlos como drogas aisladas. Así la medicina
pudo aislar a partir de una planta la morfina
(1803). En 1852 fue sintetizada artificialmente
la salicina (corteza de sauce) y en 1899 la Cía.
BAYER lanzó al mercado el producto conocido
como aspirina. Desde entonces se han
realizado investigaciones tratando de obtener
de las plantas sus principales elementos
activos (URL: http://www.nuevaseras.com/
Notas de Interés/pasado-presente-y-futuro.
html). La Central Ecuatoriana de Servicios Agrícolas
(CESA) dio a conocer los usos de las especies
forestales nativas; identificaron 15 usos para
221 especies nativas, los más importantes
fueron el combustible (34%), materia prima
(31%), medicina (20%) y alimento (10%) (URL:
http://www.beisa.dk/Publications/BEISA
Book/Capitulo2016.pdf48). Los programas
de investigación de servicios operativos y de
salud realizados por la OMS, determinaron
que, aproximadamente el 80 % de los países
en vías de desarrollo, utilizan la medicina
tradicional en la atención primaria de salud, por
ello la trigésima primera Asamblea Mundial de
la Salud (ONU/OMS), emitió la resolución de
promover la investigación sobre la utilización
de plantas medicinales recomendando entre
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otras cosas que se establezca criterios
científicos y métodos para asegurar la calidad
de las preparaciones con plantas medicinales
y su eficacia en el tratamiento y prevención de
enfermedades (Chiriboga, 2008).
La Organización de las Naciones Unidas para
el Desarrollo Industrial ONUDI, recomendó
“desarrollar guías para asistir a los países en
vías de desarrollo para mejorar el suministro
de plantas medicinales como materias primas
o como productos procesados, continuar
el fomento y promoción de colaboración
activa entre países en todas las tareas
concernientes a la mejor utilización de las
plantas medicinales y el desarrollo de la
industria farmacéutica”. Se considera además
que, existen aproximadamente unas 500.000
especies vegetales en el mundo, de las cuales
un 60 al 70% se encuentran en América Latina,
principalmente en el bosque tropical húmedo.
De éstas un 10 al 12 % tienen actividad
biológica, se podría decir que alrededor de
35.000 especies de nuestros países tiene
interés médico y un potencial terapéutico muy
importante, debido a que pueden ser fuentes
de nuevos fármacos. Si se pierde el gran
acervo de conocimientos en la utilización de las
plantas para el tratamiento de enfermedades,
determinaría que se pierdan un sinnúmero de
plantas en especial autóctonas que pueden
ser fuentes de nuevos agentes terapéuticos
(Chiriboga, 2008).
Plantas útiles del Ecuador
El Ecuador posee el 10% de todas las
especies de plantas del mundo, por este
motivo es uno de los 17 países mega diversos
del mundo, en flora cuenta con más de 16000
especies de plantas vasculares, de las cuales
5172 son útiles y de estas 3118 son usadas
con fines medicinales, lo extraordinario es
que el 75% de las especies medicinales son
plantas nativas, el 5% endémicas y el 11%
introducidas (Argüello et al., 2007). El Ministerio
de Ambiente, CORPEI y Eco Ciencia a través
del Programa Nacional de Biocomercio
Sostenible Ecuador (PNBSE), promueven
el sector de ingredientes naturales para la
industria farmacéutica, cosmética y productos
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derivados que comercializan alrededor de 150
especies de plantas. En el 2005 estos actores
promovieron un proceso nacional de selección
de especies nativas de plantas medicinales con
potencial de mercado (Buitrón, 2005), entre
ellas el sangorache, ataco o amaranto negro
(Amaranthus hybridus L.) que corresponde a la
Familia Amaranthaceae, Género: Amaranthus,
Sección: Amaranthus.
Amaranthus hybridus L.
Origen e historia.- El ataco es un grano
originario de Sudamérica, su cultivo se
mantiene en Ecuador, Perú, Bolivia y noroeste
de Argentina, en áreas templadas y valles
interandinos, desde el nivel del mar hasta los
3000 m de altitud. En el Ecuador se distribuye
en Galápagos, Sierra y Amazonía (De la Torre
et al., 2008).
Usos tradicionales en el Ecuador.- Las hojas
son comestibles en curtidos y ensaladas. La
flor y las hojas se usan como colorantes en la
preparación de la colada morada en tiempo
de difuntos. La planta entera en infusión se
usa para controlar los nervios y purgar a las
personas que tienen muchos granos y espinillas
y además limpiar la sangre. Forma parte de las
llamadas hierbas de purgas que sirven para
limpiar el sistema digestivo. Es astringente por
lo que se usa para tratar la diarrea. La infusión
de las hojas y panoja (conjunto de espigas
que nacen de un eje común) sirve para aliviar
molestias de riñones y cólicos menstruales
(Lara, 2001). El ataco posee pigmentos tipo
betalaínas, las más abundantes son las
betacianinas y amarantinas, pueden tener gran
aplicación. Las flores del ataco sirven como
materia prima para la preparación de tisanas
medicinales debido a su riqueza en polifenoles
(sustancia química que puede tener capacidad
antioxidante y reducir el riesgo de contraer
enfermedades cardiovasculares y cáncer) y
otros compuestos bioactivos (Peralta et al.,
2008).
Estudios han demostrado que las semillas
de amaranto y el aceite pueden ser de
beneficio para las personas con hipertensión y
enfermedad cardiovascular, el consumo regular
reduce la presión arterial y el colesterol (a través
de su contenido de estanoles y escualeno),
mientras que el nivel de antioxidantes y algunos
parámetros inmunológicos también cambian.
Fue ampliamente utilizada por los chinos para
curar enfermedades tales como infecciones,
erupciones y migrañas (Culpepper et al., 2006).
Actuales contribuciones científicas.- Un
estudio del INIAP realizado en el 2008, detalla
que el ataco tiene un 14,3% de proteínas,
superior al de la quinua (13,9%), arroz (7,6%)
y maíz (7,7%); varios estudios han demostrado
que la proteína tiene un contenido adecuado
de lisina y de aminoácidos azufrados, en
relación con el patrón de referencia de FAO/
OMS/UNU (Organización de las Naciones
Unidas para la Agricultura y la Alimentación/
Organización Mundial de la Salud/Universidad
de Naciones Unidas), el contenido de calcio
0,3% es superior al de la quinua (0,08%). En
relación a los minerales, es rico en calcio y el
hierro, fibra dietética, almidón amilo pectinado,
metionina, vitamina C, complejo B, grasas
poli insaturadas y es bajo en gluten. Son una
buena fuente de vitaminas K, B6, C, riboflavina
y ácido fólico; los minerales incluyen calcio,
hierro, magnesio, fósforo, potasio, zinc, cobre
y manganeso. Otros componentes activos son
resinas, saponinas, solaninas y otros alcaloides
(Samaniego, 1987). Actualmente los cultivos
de amaranto negro acaban de ser aprobados
como alimentos oficiales de la NASA para los
viajes espaciales (Abreu et al)
La Organización para la Alimentación y
Agricultura de las Naciones Unidas (FAO) lo
ha consagrado como el mejor alimento de
origen vegetal para consumo humano (URL:
http://www.revistalideres.ec/2009-05-18/
Mercados/Analisis-sectorial/LD090518P20
ENPERSPECTIVA.aspx). Los contenidos de
oxalatos (compuestos tóxicos presentes en
las hojas del sangorache) no superan el 4,6%
nivel, que es inofensivo para la salud humana.
Estos se destruyen casi en su totalidad con
el proceso de cocción con el tratamiento
caliente-húmedo (URL: http://www.rlc.fao.org/
es/agricultura/produ/cdrom/ contenido/libro01/
Cap2.htm).
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Otras propiedades sobre el organismo
humano.- En 1982, el INIAP a través
de sus Unidades de Cultivos Andinos y
Recursos Genéticos, realiza la recolección,
caracterización y documentación de los
llamados Cultivos Andinos, entre los granos
se recolectó 141 muestras de ataco. Se está
promocionando el uso del grano y el colorante,
este último es rico en antioxidantes, es decir
compuestos que evitan el envejecimiento
rápido de las células del cuerpo humano.
(URL: http://www.radiozhalao.com/content/elsangorache-o-ataco).
Se investigó la influencia de una dieta
suplementada con aceite de sangorache en la
dinámica del estado antioxidante e inmune en
125 pacientes con cardiopatía isquémica y la
hiper-lipoproteinemia. La eficacia de las dietas
con diferentes contenidos de escualeno (100,
200, 400, 600 mg por día), ha demostrado
que la inclusión en la dieta antiaterosclerótica
con 600 mg de escualeno ha promovido los
cambios más positivos del estado inmune, el
consumo de 200-400 mg de escualeno por día
produce el efecto antioxidante más importante
(Gonor et al., 2006).
La inmunomodulación por el efecto que
producen los extractos (origen de los fármacos),
es una acción futurista en problemas de
salud como es el caso de las infecciones y la
conjuntivitis alérgica en la síntesis de diversos
interferones I, II y III y posiblemente otras
citoquinas (Santacruz et al.). Esto se hace
más evidente con los estudios realizados
por (Noumedem et al.) que demuestran
que el Amaranthus Hybridus tiene actividad
antibacteriana y citotóxica.
El Amaranthus hybridus se ha caracterizado
por presentar otros efectos como actividad
analgésica (Singh et al.) antimalárica (Nguta
et al), hipotensora (Ramesar et al), efectos pro
y antioxidantes (Iwalewa et al). Pero hay que
tener presente que como todo extracto tiene
sus efectos tóxicos como en el caso de daño
renal agudo (Last et al.)
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