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Revista Cubana de Farmacia

versión impresa ISSN 0034-7515versión On-line ISSN 1561-2988

Rev Cubana Farm v.34 n.1 Ciudad de la Habana ene.-abr. 2000

 

Plantas Medicinales

Facultad de Biología. Universidad de La Habana

Propuesta de ruta crítica para la evaluación genotóxica de lantas medicinales en Cuba

Ángel Sánchez Lamar,1 Gladys Fonseca López,2 Nancy Capiro Trujillo1 y Damaris Fernández Fuentes3

RESUMEN

El presente artículo tiene como objetivo analizar el estado de las evaluaciones genotóxicas aplicadas a las plantas medicinales de amplio consumo en nuestra población. Se particulariza qué tipos de ensayos in vitro o in vivo han sido utilizados, los niveles de daño genético detectados y los resultados obtenidos hasta el momento. Se hacen recomendaciones sobre la necesidad de complementar estos estudios para producir evaluaciones genotóxicas más integrales sobre la base de los ensayos que se realizan en Cuba, dada la ausencia de una regulación internacional para este tipo de evaluación y poder clasificar con argumentos suficientes a las plantas medicinales en genotóxicas o no. Por último, se propone una ruta crítica a seguir en los estudios de genética toxicológica con plantas medicinales en nuestro país.

Descriptores DeCS: PLANTAS MEDICINALES/toxicidad; EXTRACTOS VEGETALES//toxicidad; CUBA.

Las civilizaciones antiguas adoraron muchas plantas por sus propiedades curativas. Este conocimiento se fue transmitiendo a lo largo de los siglos, sin que se supiera por qué o cómo actuaban, pero sí era indiscutible que las plantas podían curar diversas afecciones y constituían la mayor fuente de medicamentos para el hombre y los animales.

Hoy se sabe que las propiedades medicinales de las plantas son responsabilidad de algunos grupos de sustancias de diversa composición química conocidas como metabolitos secundarios, o sea, productos de procesos resultantes de la asimilación de nitrógeno. Existen distintas teorías que tratan de explicar el porqué de la presencia de estas sustancias. ¿Son desechos, reserva o defensa contra plagas? Sea cual fuera la razón de la existencia de dichos compuestos, éstos no aparecen siempre en las mismas especies, ni en iguales proporciones y por lo general están en forma de compuestos y no en forma pura. Su marcada acción fisiológica sobre el organismo humano y animal les confiere su valor medicinal,1 siendo indiscutibles las ventajas de estas sustancias obtenidas del metabolismo de las plantas para la más natural asimilación por el hombre a diferencia de los medicamentos sintéticos que por definición le son extraños (García C. Estudio comparativo de la actividad genotóxica de Bidens pilosa (romerillo) con cepas diploides de Aspegillus nidulans. Trabajo de Diploma. Facultad de Biología. Universidad de La Habana. 1986:14-8). A pesar de la considerable actividad investigativa mundial en la identificación de sustancias químicas en productos naturales, las investigaciones hasta obtener el o los principios activos responsables de las propiedades reportadas para una planta, suelen ser muy largas y costosas, lo cual es cuestionable, pues una preparación de planta bien estandarizada, puede ser tan efectiva como un principio activo puro.2

Aun hoy el 75 % de la población mundial utiliza las plantas medicinales3 y el uso tradicional fundamental es como decocciones de las plantas enteras o de sus partes y no de sus principales componentes aislados y purificados.4,5 Se estima en 5 000 el número de especies vegetales estudiadas exhaustivamente para una posible aplicación médica, pequeña fracción del total estimado en 300 000 es-pecies.3

La utilización de extractos totales de las plantas ejerce en muchos casos, un efecto más beneficioso sobre el organismo humano que la acción del compuesto aislado y produce menos efectos secundarios indeseables. Este postulado constituye el fundamento de la fitoterapia, que tantos adeptos gana en nuestros días en el mundo entero.6,7 En particular, la flora medicinal cubana es muy rica y se plantea la existencia de 1 236 es-pecies de plantas medicinales per-tenecientes a 675 géneros, agrupados en 176 familias botánicas, lo que equivale al 15,45 % aproximadamente, considerando unas 8 000 especies en nuestra flora8,9 con más del 20 % de endemismo,10 lo cual constituye una fuente de riquezas para el desarrollo de un explotable arsenal terapéutico en nuestro país.11

No obstante, son evidentes los peligros que entrañan la simple confianza en los remedios a base de plantas, pues muchas se han utilizado también durante miles de años como poderosos venenos si se usan a determinadas dosis.1 Incluso en Cuba se ha reportado un conjunto de plantas venenosas, responsables de producir cuadros de intoxicación y mortalidad en animales domésticos con valor estratégico y genético y a los que se hayan expuestos también los individuos y la comunidad, debido a la presencia en ciertas plantas de sustancias con efectos tóxicos como: alcaloides, triterpenos, cumarinas, oxalatos, nitratos, nitritos, lactonas sesquiterpénicas, aminoácidos tóxicos, lectinas, glicósidos cardioactivos y cianogénicos, saponinas, etcétera.12

La Organización Mundial de la Salud ha insistido en que el uso de plantas medicinales puede ser de gran aplicación en la atención primaria de los sistemas de salud, pero sobre bases científicas que sustenten seguridad, efectividad y calidad requeridas para la administración en humanos.7

Es por ello que en 1991 se inicia en nuestro país un Plan Nacional de Investigaciones de la Medicina Tradicional en el Sistema de Salud, con el objetivo de validar en inicio 60 especies y sus usos más empleados en nuestra población, pero incluyendo el uso científicamente comprobado para la futura elaboración de productos farmacéuticos a partir de ellas, la búsqueda de principios activos, su ensayo clínico y la generalización consecuente de los resultados obtenidos.7,11 El desarrollo del estudio de las plantas medicinales requiere entonces de una compleja estructura interdisciplinaria en la que el éxito de las investigaciones depende de botánicos, agrónomos, farmacólogos y toxicólogos.

ESTUDIOS PRECLÍNICOS

El estudio de las plantas medicinales de mayor consumo por la población cubana ha seguido una ruta que consta de diferentes pasos en su etapa preclínica: selección de las plantas a investigar, identificación botánica correcta, características fitoquímicas mínimas, estudio farmacológico y estudio toxicológico, para decidir si se continúa o se abandona el uso tradicional.13

Los estudios toxicológicos no deben limitarse solamente a la realización de pruebas de toxicidad (aguda, subcrónica o crónica) en animales, sino que en dependencia de sus resultados deben incluirse pruebas de genotoxicidad, carcinogenicidad y teratogenicidad con vistas a detectar los posibles riesgos para el hombre de daños genéticos, oncológicos o sobre la reproducción y el desarrollo de su descendencia.14

Extractos de plantas medicinales han resultado positivos en estudios sobre la actividad embriotóxica y/o teratogé-nica,15,16 y se ha reportado actividad mutagénica y carcinogénica a productos de origen vegetal,5,17-19 encontrándose que existe una correlación positiva entre la ocurrencia de enfermedades y tumores en la población con sustancias químicas conocidas como mutagénicas y/o carcinogénicas contenidas en muchas plantas medicinales de uso constante.20

Datos obtenidos en un estudio en nuestro país (Calvo D, Trujillo N, Fonseca G. Información bibliográfica sobre genotoxicidad, carcinogenicidad, embrio-toxicidad y/o teratogenicidad de 133 plan-tas medicinales. Tesis de Diploma. Facultad de Biología. Universidad de La Habana. 1994: 1-114) revelan que de más de 100 plantas medicinales de uso popular (entre las que se incluyen las 60 más frecuentes), sólo 52 contaban con algún tipo de evaluación genotóxica (anexo 1) y de ellas, el 56 % (29 plantas) presenta respuesta de genotoxicidad positiva, al menos para un ensayo (anexo 2). Estos datos apoyan la necesidad inminente del tamizaje genotóxico efectivo a las plantas más utilizadas por nuestra población con fines medicinales.

Además, a nivel internacional la evaluación genotóxica de nuevos medicamentos sí es una regulación de carácter obligatorio y aunque no existe un consenso generalizado sobre qué tipos y cantidad de ensayos de genotoxicidad deben realizarse para evaluarlos, sí existen algunos criterios coincidentes sobre los niveles de daño genético que deben barrerse para aportar evidencias suficientes y clasificarlos como genotóxico o no,21 criterios que también deben tomarse en cuenta en nuestro país dentro de los pasos para definir las regulaciones definitivas que regirán las evaluaciones a las plantas medicinales, pues las formas farmacéuticas obtenidas de diversos productos de origen natural como lo son las plantas medicinales, no aparecen particularmente reguladas en su evaluación genotóxica. Esta apreciación se obtuvo después de la revisión de varias regulaciones internacionales para productos farmacéuticos.22-26

EVALUACIÓN GENOTÓXICA

La genética toxicológica estudia los efectos mutagénicos de sustancias químicas y radiaciones, así como las consecuencias para la salud humana de la exposición a mutágenos, considerando como tal a cualquier agente que induzca mutaciones génicas (cambio de uno o pocos pares de bases), aberraciones cromosómicas estructurales (cambios groseros en la estructura) o numéricas (aneuploidías y poliploidías por afectaciones en los componentes del aparato mitótico o meiótico) o alteraciones al DNA (formación de aductos, alquilación de bases, intercalamiento de bases), a los mecanismos de reparación (incrementando la sensibilidad a los efectos de muchos mutágenos), a los eventos de recombinación mitótica, etcétera.14

En el mundo las guías o rutas críticas para los estudios genotóxicos persiguen como objetivo fundamental evidenciar qué tipo o a qué nivel de organización del DNA opera el daño causado por el compuesto evaluado. En concordancia con ello se reconocen los niveles siguientes:

  • Mutación génica (nivel I).
  • Mutación cromosómica (nivel II).
  • Daño primario del DNA (nivel III).
  • Transformaciones celulares (nivel IV).
  • Otras alteraciones.

Los ensayos pertenecientes a los 2 primeros niveles son muy variados y ampliamente utilizados, en especial las pruebas in vitro que se caracterizan por tener una alta sensibilidad y precisión.21 De los datos en Cuba citados anteriormente, se puede apreciar que del total de plantas analizadas, se han aplicado ensayos para detectar mutaciones génicas al 63 %, mientras que los ensayos para detectar daño a nivel cromosómico se han aplicado al 52 % de éstas.

En los últimos años las pruebas para medir daño a nivel primario del DNA, han alcanzado una justa importancia entre los análisis de genotoxicidad, toda vez que el conocimiento adquirido acerca de los eventos genéticos medidos por esta vía, permiten hoy comprender la significación que tienen en los procesos carcinogénicos o de transformación tumoral de las células.27 En las plantas medicinales de uso popular en nuestro país, tales tipos de pruebas han sido realizadas en aproximadamente el 58 % de todas las evaluadas (Op cit. Calvo D, Trujillo N, Fonseca G).

De acuerdo con lo anterior y a los efectos de establecer un procedimiento en nuestro país para la evaluación genotóxica de plantas medicinales, proponemos algunas recomendaciones y la ruta crítica a seguir (fig.).

RECOMENDACIONES

  1. Las plantas medicinales no llevan una indicación metodológica especial para su evaluación genotóxica, por lo que deben ser sometidas a las mismas regulaciones que rigen para los fármacos en general.
  2. La evaluación genotóxica de extractos de plantas medicinales deben ser realizadas, en primera instancia, mediante ensayos in vitro, validados internacionalmente, que midan el daño en los niveles de:

  • Mutación génica.
  • Mutación cromosómica.
  1. En dependencia de los resultados in vitro debe continuarse, en segunda instancia, con ensayos in vivo que respondan a los 2 mismos niveles de daño genético que se evaluaron in vitro.
  2. Una vez barridos los niveles génico y cromosómico, con ensayos in vitro e in vivo, se deben incluir ensayos que midan daño primario al DNA y de acuerdo con el resultado obtenido, se debe tomar la decisión de realizar ensayos que midan otras alteraciones y carcinogenicidad.
  3. En cualquiera de los ensayos y niveles de daño evaluados se deben emplear protocolos estandarizados (validados internacionalmente) que tomen en consideración las dosis, el tipo de exposición y la vía de administración propuesta para el fármaco.
  4. Dado que algunos de los ensayos más factibles en nuestro país no son de amplia utilización en el resto del mundo, sería conveniente trabajar con vistas a realizar una validación de estos ensayos con respecto a otros de uso más frecuente internacionalmente, que estén siendo ejecutados en iguales condiciones. Esto nos permitirá poseer una sólida fundamentación científica, en el momento en que se pretenda promover en el exterior las evaluaciones genotóxicas realizadas en Cuba.
 

Pruebas para evaluar los niveles de daño genotóxico según los ensayos que se realizan en el país

Nivel I. Ensayos para mutaciones génicas:

  • Prueba de Ames (Salmonella typhi-murium).
  • Prueba de mutaciones puntuales en Saccharomyces cerevisiae.
  • Letales recesivos ligados al sexo en Drosophila melanogaster.
  • Prueba de mutación y recombinación somática en Drosophila melanogaster (SMART).

Nivel II. Ensayos para mutaciones cromosómicas:

  • Prueba citogenética in vitro en células de mamíferos.
  • Prueba citogenética in vivo en ratones.
  • Prueba de micronúcleos (ratones y CHO).
  • Prueba de dominantes letales en ratones.

Nivel III. Ensayos para daño primario al DNA:


  • Prueba de segregación mitótica en Aspergillus nidulans.
  • Prueba de conversión génica y recombinación mitótica en Saccharo-myces cerevisiae.
  • Prueba de mutación y recombinación mitótica en Drosophila melanogaster (SMART).
  • Prueba de intercambio de cromátidas hermanas in vitro con células de mamíferos.

Nivel IV. Otros ensayos:

1. Prueba de la morfología de la cabeza del espermatozoide en ratones.

Anexo 1. Plantas medicinales de uso popular con evaluación genotóxica  
No. Nombre científico EspecieNombre común
  1. Allium cepa L.
AlliaceaeCebolla
  • Allium sativum L.
  • Alliaceae Ajo
  • Anethum graveolens L.
  • ApiaceaeEneldo
  • Aloe vera (L.) N.L. Burm.
  • LiliaceaeSábila
  • Artemisia abrotamum L.
  • AsteraceaeIncienso
  • Artemisia absinthium L.
  • AsteraceaeAjenjo
  • Beta vulgaris L.
  • ChenopodiaceaeRemolacha
  • Bidens pilosa L.
  • AsteraceaeRomerillo blanco
  • Brassica juncea (L.) Czernajev.
  • BrassicaceaeMostaza
  • Capsicum annum L.
  • SolanaceaeAjí guaguao
  • Cinnamomum aromaticum Nees.
  • LauraceaeCanela
  • Cinnamomum camphora Nees et Eberm.
  • LauraceaeAlcanfor
  • Cinnamomum verum J.S. Presl.
  • LauraceaeCanela de Ceilán
  • Citrus aurentifolia (Christm. et Panz.)
  • RutaceaeLimón
  • Swingle c.v. mexicana
  •   
  • Citrus aurantium L.
  • RutaceaeNaranja agria
  • Citrus sinensis (L.) Osbeck
  • RutaceaeNaranja dulce
  • Coffea arabica L.
  • RubiaceaeCafé
  • Curcuma longa L.
  • ZingiberaceaeYuquilla
  • Cymbopogon citratus (D.C)Stapf
  • PoaceaeCaña santa
  • Datura metel L.
  • SolanaceaeChamico blanco
  • Datura stramonium L. 
  • SolanaceaeChamico
  • Eucalyptus globulus Labill.
  • Myrtaceae Eucalipto
  • Foeniculum vulgare Mill.
  • ApiaceaeHinojo
  • Indigofera suffucticosa Mill.
  • FabaceaeAñil cimarrón
  • Lepidium virginicum L.
  • BrassicaceaeMastuerzo
  • Manguifera indica L.
  • AnacardiaceaeMango
  • Manihot esculenta Crantz
  • EuphorbiaceaeYuca
  • Matricaria recutita L.
  • AsteraceaeManzanilla
  • Melissa officinalis L. 
  • LamiaceaeToronjil
  • Mentha spicata L.
  • LamiaceaeYerba buena
  • Mentha piperita L.
  • LamiaceaeToronjil de menta
  • Momordica charantia L.
  • CucurbitaceaeCundeamor
  • Nicotiana tabacum L.
  • SolanaceaeTabaco
  • Ocimum basilicum L.
  • LamiaceaeAlbahaca
  • Ocimum tenviflorum L.
  • LamiaceaeAlbahaca morada
  • Ortosiphon aristatus (Blume) Miq.
  • LamiaceaeTé de riñón
  • Passiflora incarnata L. 
  • PassifloraceaePasiflora
  • Pelargonium graveolens L´Hérit
  • GeraneaceaeGeranio de olor
  • Petiveria alliacea L.
  • PhytolaccaceaeAnamú
  • Phyllanthus chamaecristoides
  • EuphorbiaceaeFilantus
  • Pimienta dioica (L.) Merr.
  • MyrtaceaePimienta
  • Pimpinella anisum L.
  • ApicaceaeAnís
  • Piper auritum Kunth in Humb. et Bonpl.
  • PiperaceaeCaisimón de anís
  • Plantago lanceolata L.
  • PlantaginaceaeLlantén menor
  • Plantago major L.
  • PlantaginaceaeLlantén
  • Plecthranthus amboinicus (Lour.) Spreng
  • LamiaceaeOrégano francés
  • Psidium guajaba L.
  • MyrtaceaeGuayaba
  • Schinus terebinthifolius Raddi
  • AnacardiaceaeCopal
  • Tamarindus indica L.
  • CaesalpinaceaeTamarindo
  • Vetiveria zizanioides (L.) Nash.
  • PoaceaeVetiver
  • Xanthium strumarium L.
  • AsteraceaeGuizazo de caballo
  • Zingiber officinale Roscoe
  • ZingiberaceaeJenjibre
     
    Anexo 2. Respuesta de genotoxicidad para cada ensayo
     
    Ensayos in vivo 

     

     Ensayos in vitro

     

    No.  1 2 3 4 I II IIIIV  V
    1NO+NONONONONONONO
    2-+y++NONONO-NONO+
    3NO++NONONONONONONO
    4NONO-NONO-NONONO
    5NONO-NONONONONONO
    6NO+NONONONONONONO
    7NO--NONONONONONO
    8NONO-NONO-NONONO
    9NO++NONONONONONONO
    10-+y++NONONONONONONO
    11NO++NONONO--NONO
    12NO++NONONONONONONO
    13++NONONONONONONO
    14NO+y++NONONONONONONO
    15-+NONONONONONONO
    16NONO+NONO-NONONO
    17NO+NO+NONONONONO
    18NO+y-NONONO--NONO
    19-++-NO--NONONO
    20NONONONONO++NONO
    21NO+NONONONONONONO
    22NO++NONONONONONONO
    23NO-NONONO--NONO
    24NONO-NONONONONONO
    25NONO-NONO-NONONO
    26NO+y-NONONONONONONO
    27NO+NONONONONONONO
    28NONO-NONO-NONONO
    29NONO-NONO-NONONO
    30NO++NONONONONONONO
    31NO++-NONO-NONONO
    32NONO-NONONONONONO
    33NO+NO+NONONONONO
    34--NONONONONONONO
    35-NO-NONONONONONO
    36NONO-NONO-NONONO
    37NONO-NONO-NONONO
    38NO++NONONONONONONO
    39NONO-NONO-NO-NO
    40NONONONONO-NO-NO
    41NO++NONONONONONONO
    42NO++NONONONONONONO
    43NONO-NONO-NONONO
    44NONO-NONO-NONONO
    45NO--NONO-NONONO
    46NONO-y+NONONONO-NO
    47NONO-NONONONONONO
    48NONO-NONONONONONO
    49NO+NONONONONONONO
    50NO++NONONONONONONO
    51NO-NONONONONONONO
    52NONO-NONO-NONONO

    Leyenda: Ensayos in vitro: 1) Bacillus subtilis; 2) Salmonella typhimurium (prueba de Ames); 3) Aspergillus nidulans; 4) células de ovario de Hamster chino (CHO). Ensayos in vivo: I) Drosophila melanogaster; II) micronúcleos en médula ósea de ratón; III) aberraciones cromosómicas en médula ósea de ratón; IV) morfología de la cabeza del espermatozoide de ratón; V) plantas.

    SUMMARY

    The present article is aimed at analyzing the state of genotoxic evaluations applied to medicinal plants that are widely consumed by our population. Details are given about the types of in vivo or in vitro assays used, the levels of genetic damage that have been detected, and the results obtained up to now. Recommendations are made on the necessity of complementing these studies to obtain more comprehensive genotoxic evaluations on the basis of the assays carried out in Cuba, due to the absence of an international regulation for this type of evaluation and to classify with sufficient reasons the medicinal plants into genotoxic or not. To conclude, it is proposed a critical route to be followed in the studies of genetics toxicology with medicinal plants in our country.

    Subject headings: PLANTS, MEDICINAL/toxicity; PLANT EXTRACTS/toxicity; CUBA.

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    Recibido: 18 de mayo de 1999. Aprobado: 22 de junio de 1999.
    MC. Ángel Sánchez Lamar. Facultad de Biología, Universidad de La Habana. Calle 25 No. 455 entre J e I, Vedado, Ciudad de La Habana, Cuba.



    1 Profesor Auxiliar.
    2 Investigador Agregado.
    3 Técnico Adiestrado.

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