Efecto antipalúdico de las especies del género Piper

ARTÍCULO DE REVISIÓN

 

Efecto antipalúdico de las especies del género Piper

 

Antimalarial effect of the genus Piper

 

 

Ana M. Mesa-Vanegas1
Carlos Peláez Jaramillo2

1 Grupo de Investigación Agrobiotecnología, Instituto de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín. Colombia.
2 Grupo interdisciplinario de estudios moleculares (GIEM), Instituto de Química, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín. Colombia.

 

 

RESUMEN

Introducción: El género Piper, perteneciente a la familia Piperaceae, se distribuye en todo el mundo con aproximadamente 2 300 especies. Este género tiene una gran importancia comercial y económica para las industrias farmacéutica, de condimentos y de insecticidas. En la medicina tradicional el género Piper tiene un gran uso para tratar enfermedades causadas por parásitos protozoos pertenecientes a la familia Plasmodiidae del género Plasmodium, como el paludismo, y son transmitidos por mosquitos hembra del género Anopheles. En la actualidad, la situación epidemiológica se está complicando debido a la propagación de parásitos resistentes a los medicamentos.
Objetivos: Realizar una búsqueda organizada de información sobre la actividad química y biológica in vitro e in vivo de distintas especies del género Piper para conocer su efecto antipalúdico, el valor etnobotánico y su uso medicinal para el tratamiento del paludismo y contribuir así a profundizar en el conocimiento farmacológico de estas especies.
Métodos: Se consultaron varias bases de datos (Science Direct, PUBMED y Scielo en enero de 2017), libros especializados y referencias bibliográficas relacionados con los estudios sobre la actividad antiplasmodial in vitro e in vivo y la composición química de especies del género Piper.
Resultados: La información de esta revisión sirvió de base y motivo para realizar futuras investigaciones encaminadas a buscar otros compuestos químicos con actividad antiplasmodial.
Conclusiones: De acuerdo con el análisis de los datos y la información compilada en la esta revisión, se evidenció que las especies del género Piper son una alternativa para futuros estudios que permitirán convertir estas plantas en productos fitoterapéuticos o medicamentos para el tratamiento de enfermedades importantes que impactan en la salud pública como es el caso del paludismo.

Palabras clave: Piper; Piperaceae; paludismo; antiplasmodial; Plasmodium.

ABSTRACT

Introduction: The genus Piper, from the family Piperaceae, is distributed across the world with approximately 2 300 species. This genus has great commercial and economic importance for the pharmaceutical industry as well as for condiment and insecticide production. The genus Piper is widely used in traditional medicine to treat diseases such as malaria, a condition caused by parasitic protozoa from the genus Plasmodium, family Plasmodiidae, transmitted by female mosquitoes of the genus Anopheles. The current epidemiological situation is complicated by the spread of drug-resistant parasites.
Objectives: Conduct an organized search for information about the antiplasmodial activity in vitro and in vivo of species from the genus Piper, allowing recognition of its antimalarial effect, ethnobotanical value and medicinal use.
Methods: The search covered several databases (Science Direct, PUBMED, Scielo in January 2017), specialized books and bibliographic references related to studies about the antiplasmodial activity in vitro and in vivo of species from the genus Piper, as well as their chemical composition.
Results: The information in this review may serve as a preliminary foundation and justification for further studies aimed at the search for chemical compounds with antiplasmodial activity.
Conclusions: Based on the analysis of the data and information gathered in the review, it is evident that species from the genus Piper are an alternative for future studies allowing to turn these plants into phytotherapeutic products or drugs for the treatment of prevalent diseases affecting public health, as is the case with malaria.

Key words: Piper, Piperaceae, malaria, antiplasmodial, Plasmodium.

 

 

INTRODUCCIÓN

El paludismo es uno de los problemas de salud más graves en muchas partes del mundo, particularmente en África y América Latina debido a que son las regiones con los más altos índices de mortalidad. Se estima que esta enfermedad está presente en 99 países y anualmente enferman de paludismo entre 300 y 500 millones personas y más de un millón muere, en su mayoría niños menores de 5 años.1 La mayor cantidad de enfermos de paludismo se reporta en África y la cifra aumenta, a pesar de que en muchas zonas del mundo el mal había sido prácticamente erradicado.

El paludismo es una enfermedad causada por parásitos protozoos pertenecientes a la familia Plasmodiidae, del género Plasmodium, y son transmitidos por mosquitos hembra del género Anopheles. La prevalencia de la enfermedad se está complicando aún más por la propagación de parásitos resistentes a los medicamentos, principalmente en regiones donde Plasmodium falciparum es endémico.

Son pocos los medicamentos alternativos que están en desarrollo, y es necesario tomar medidas urgentes para identificar nuevas clases de agentes antipalúdicos, lo que hace que el control de la enfermedad se convierta en uno de los principales desafíos para la salud pública.2

Una de las opciones para controlar la morbilidad y la mortalidad por paludismo es la quimioterapia, gracias al descubrimiento de compuestos a partir de plantas. Actualmente existen nuevas tendencias e iniciativas en la investigación para desarrollar nuevos fármacos antipalúdicos a partir de productos naturales.3,4

En la última década se han intensificado las investigaciones en la búsqueda de nuevos antipalúdicos, principalmente en plantas, debido a que poseen metabolitos bioactivos que pueden proporcionar estructuras líderes para desarrollar nuevos fármacos.5 Los estudios de los productos naturales permiten proponer novedosos modelos no solo estructurales, sino también fitoterapéuticos con gran interés farmacológico para desarrollar nuevas opciones terapéuticas para el tratamiento de enfermedades como el paludismo.6,7

El género Piper es una fuente potencial de metabolitos secundarios y ha sido poco estudiado en el campo del paludismo, por eso el objetivo de la presente revisión es realizar una búsqueda organizada de información sobre la actividad química y biológica in vitro e in vivo de distintas especies del género Piper para conocer su efecto antipalúdico, el valor etnobotánico y su uso medicinal para el tratamiento del paludismo y contribuir así a profundizar en el conocimiento farmacológico de estas especies.

Características del género

El género nominal Piper de la familia Piperaceae es uno de los más diversos de los angiospermas basales. Se considera que en la actualidad existen cerca de 2 300 especies y su mayor diversidad se encuentra en los bosques húmedos de las regiones tropicales de todo el mundo, principalmente en el trópico americano donde hay entre 700 y 1 000 especies, seguido por Asia, las islas del este de la India y el norte de Australia con unas 300 especies endémicas, las islas del Pacífico sur con alrededor de 40 especies y África donde sólo hay dos especies autóctonas.8 Las especies de Piper crecen en primer lugar en los bosques húmedos y cálidos de las tierras bajas y medias, y sólo unas pocas especies crecen a más de 2 500 msnm en los Andes tropicales. A menudo son ejemplares conspicuos del sotobosque y la mayor diversidad se encuentra en la región del Chocó colombiano y el piedemonte oriental de la Amazonía peruana.9

Tanto la diversidad como la abundancia de las especies de Piper disminuyen a medida que aumenta la elevación sobre el nivel del mar o disminuye la precipitación. Por lo general son arbustos o sufrútices terrestres, lianescentes o trepadores, bejucos o árboles pequeños, tallos solitarios o plantas cespitosas, vástagos heterófilos con hojas alternas y enteras, a menudo lobuladas, palmatinervias o pinnatinervias con inflorescencias terminales, opuestas y solitarias, raras veces axilares. Con frecuencia las flores forman bandas alrededor de la espiga y a menudo los filamentos persisten en el fruto.10 Desde el punto de vista ecológico, su presencia es importante y predominante en las selvas húmedas, en especial en el neotrópico, y forman parte importante de la dieta de algunas familias de murciélagos americanos, insectos y aves, además de ser un claro ejemplo de mutualismo, principalmente con algunas especies de hormigas.11,12

Usos comerciales de las especies del género Piper

Este género tiene una gran importancia comercial y económica para las industrias farmacéuticas, de condimentos y de insecticidas, y se conoce el amplio uso tradicional en la alimentación y en el tratamiento de diversas enfermedades.

Varias especies de Piper tienen importancia económica, entre ellas Piper nigrum de la cual se extrae la pimienta negra, blanca y verde. Su fruto molido se emplea como especia picante en la gastronomía, es un condimento utilizado popularmente en todo el mundo y su principal componente es la piperina.13 De las raíces disecadas de Piper methysicum, conocida como "kava-kava", se obtiene una bebida cuyo componente principal son las kavapironas (Figura 1) y que durante cientos de años se ha servido en ceremonias y eventos sociales en las culturas nativas del océano Pacífico como Polinesia, Vanuatu, Melanesia, algunas partes de Micronesia y Australia.14 A esta especie se le han realizado diversos análisis químicos y biológicos que han demostrado su eficacia en los estados de ansiedad, tensión, agitación e insomnio.14-16

Estudios de la actividad biológica in vitro e in vivo de las especies del género Piper

El género Piper tiene un amplio uso en la medicina tradicional para tratar enfermedades como el paludismo, la anemia, el cólera, la diabetes, el asma, la bronquitis, la neumonía, la gripe, el reumatismo y la artritis. También existen plantas que se utilizan como condimentos, afrodisiacos, estimulantes y alucinógenos.17-18 Entre las utilidades de algunas especies del género Piper se ha reportado el uso de los frutos de P. guineense como afrodisiaco, condimento y saborizante en recetas de comida nigeriana como suya (brocheta de carne asada) y danwake.18

En distintos estudios de las especies de la familia Piperaceae, especialmente en América y Asia, se ha comprobado la presencia de metabolitos representativos que tienen diferentes actividades biológicas, muchas de ellas demostradas sobre la base de información etnobotánica (Figura 2).

Figura 2

En el análisis químico de distintas Piperaceaes se han detectado lignanos y neolignanos,19,20 taninos, saponinas, compuestos fenólicos, terpenos, flavonoides y alcaloides, entre otros. Muchos de estos compuestos, en especial los alcaloides, terpenos y lignanos, son los responsables de la actividad biológica de numerosas especies estudiadas como Piper guineense, P. marginatum, P. aduncum L., P. auritum, P. regnelli, P. hispium, P. cápense, P. malacophyllum, P. cernuum Vell. P. chaba, P.sarmentosum, P. interruptum, P. tuberculatum, P. ovatum , P.coruscans, entre otras.21-23

La especie Peperomia galioides ha sido probada contra distintos parásitos. En Trypanosoma cruzi y tres especies de Leishmania ha demostrado notable efectividad en una concentración de 25 µg/mL. Este resultado fue el motivo para llevar a cabo el fraccionamiento y aislamiento de los compuestos presentes en los extractos, de ellos se aislaron tres triterpenoides: grifolin, ácido grifólico y un compuesto nuevo denominado piperogalin. De estos compuestos, el grifolin presentó actividad del 60 % contra T. cruzi con mayor efectividad en el modelo de Leishmania.24-26

Otra especie, P. galioides, comúnmente llamada "la congona" en Perú, se usa en la medicina tradicional de este país para acelerar la cicatrización de heridas.27 De esta planta se aisló un metabolito denominado (+)-epi-α-bisabolol, o (+)-animol. En este estudio se demostró la propiedad cicatrizante del (+)-epi-α-bisabolol y de sus isómeros, el α-bisabolol y el α-terpinol, tanto este compuesto como dos de sus isómeros; el α-bisabolol y el α-terpinol, tuvieron efecto cicatrizante en ratones con una dosis efectiva 50 % (DE50) de 155 a 240 µg/g de peso, la cual es baja en comparación con la taspina, un conocido cicatrizante aislado de Croton lechleri cuya DE50 fue de 15 µg/g de peso. Por otra parte, estos compuestos mostraron menor citotoxicidad que la taspina cuandose probaron en células 3T3 (fibroblastos de tejido embrionario de ratón albino suizo), por lo que tienen mayor probabilidad de ser usados para fabricar medicamentos cicatrizantes si se continúa con esta línea de investigación.27

De la especie Peperomia pellucida se conocen compuestos como el apiol, la caiofolina, la trimetoxistirena y la pelucidina. El extracto metanólico de la parte aérea de esta especie tuvo actividad analgésica notable en ensayos con ratones en dosis de 70 a 210 mg/Kg de peso. Este mismo extracto, especialmente sus fracciones, en éter de petróleo, diclorometano, acetato de etilo y butanol mostraron un amplio espectro de acción antibacteriana.28,29

La especie P. longum se utiliza mucho en Asia, en las islas del Pacífico y en la India30 para tratar la gonorrea, el dolor menstrual, la tuberculosis (TBC), los trastornos del sueño, las infecciones respiratorias y la artritis. Además, se le atribuye efectos diuréticos, se emplea como relajante muscular y para calmar la ansiedad.

Se ha informado que el extracto metanólico de los frutos de P. longum evaluado in vivo prolonga en un 37,3 % la vida de los ratones con carcinoma, ademas de ser 100 % tóxico para las células tumorales en la ascitis DLA (Dalton´s lymphoma ascites por sus siglas en inglés) en una concentración de 500 µg/mL.31 En este ensayo se probó también la actividad antitumoral de la piperina y se comprobó que es depresora del sistema nervioso central, que tiene efecto antipirético y actividad antiinflamatoria y antioxidante in vitro.32,33. Esta planta forma parte de la dieta y es usada como medicina en la India.

Estudios de la actividad antipalúdica in vitro e in vivo de las especies del género Piper

En la tabla se resumen las principales especies del género Piper que tienen efecto antipalúdico. En general, se ha comprobado la actividad de los extractos de las siguientes especies contra Plasmodium: P. guineense, inhibe la parasitemia en 62,69 % con 600 mg/kg34; P. peltatum, la inhibe en 44 % con 50 mg/kg;35 P. betle L., 70,63 % con 400 mg/kg36 y P. hostmannianum var. Berbicense, 80 % con 20 mg/kg37 en ratones infectados con P. berghei (NK65). P. hostmannianum ha mostrado el mayor potencial biológico.

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En cuanto a la actividad antiplasmodial in vitro contra las cepas FcB2 de P. falciparum resistentes a la cloroquina, P. sarmentosum muestra resultados prometedores con concentración inhibitoria 50 % (CI50) de 0,05 µg/mL;38 P. crassenervium Kunth con CI50 de 1,60 μg/mL,39 y P. cumanense Kunth, con CI50 mayor que 2,1 μg/mL.35

Otros estudios informan sobre la actividad antipalúdica moderada de P. capense L.f. (Piperaceae) con CI50 de 7,0 µg/mL en la cepa W2 resistente a la cloroquina;40 de P. umbellatum con concentración inhibitoria 70 % de 40 µg/mL y P. heterophyllum muestra actividad antiplasmodial con CI50 igual a 3,2 µg/mL.41

También mostraron buena actividad con posible efecto antipalúdico P. glabratum,42 P. chaba Hunt,43 P. peltatum,44 P. hispidum,45 Piper grande Vahl y Piper fimbriulatum C. DC. con una CI50 mayor que 10 μg/mL48.

Los extractos de P. auritum Kunth y P. acutifolium42 mostraron escasa actividad con CI50 mayor que 50 μg/mL; P. holtonii C. DC., P. umbellata L. y P. friedrichsthalii fueron inactivos contra cepas FcB2 de P. falciparum35,46,47,49 resistentes a la cloroquina.

En general, la investigación del efecto antipalúdico del género Piper mediante su caracterización química, la estandarización de sus extractos y la hemisíntesis de los productos naturales con actividad biológica que pueden convertirse en productos fitoterapéuticos o medicamentos para el tratamiento de enfermedades prevalentes, contribuye a profundizar en el conocimiento farmacológico de estas plantas, además de favorecer el aprovechamiento sostenible y el desarrollo innovador de los productos naturales a partir de las especies de este género.

 

CONSIDERACIONES FINALES

En la actualidad, cerca de la mitad de los fármacos disponibles se obtienen de fuentes naturales o están relacionados con ellas. En el caso de enfermedades como el paludismo y el cáncer la cantidad supera el 60 %. Un gran número de compuestos naturales de diferentes estructuras que han sido aislados de fuentes vegetales son líderes y su modificación estructural ha dado lugar a moléculas con actividad farmacológica o con expectativas terapéuticas.

El análisis de los datos y la información obtenida en esta revisión evidenció que las especies del género Piper son una alternativa para futuros estudios que permitan transformar estas plantas en productos fitoterapéuticos o medicamentos para el tratamiento de enfermedades parasitarias como el paludismo, lo que despierta el interés por explorar la potencialidad de las especies del genero Piper y buscar nuevas sustancias químicas naturales que demuestren su elevada actividad biológica y que contribuyan a controlar una devastadora enfermedad como el paludismo, ya que están apareciendo cepas resistentes de Plasmodium y se están produciendo errores terapéuticos con los principales tratamientos para controlar esta enfermedad.


Conflicto de intereses

Los autores plantean que no existe conflicto de intereses.

 

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Recibido: 8/11/2017.
Aprobado: 10/5/2018.

 

 

Ana M. Mesa-Vanegas. Grupo de Investigación Agrobiotecnología, Instituto de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín. Colombia. amaria.mesa@udea.edu.co



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