Baicaleína

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Estructura de la Baicaleína
Características básicas
Nombre IUPAC 5, 6, 7-trihidroxy-2-phenyl-4H-chromen-4-one
Otros nombres 5,6,7-Trihidroxiflavona
Fórmula C15H10O5
Peso Molecular 270.2
Apariencia Polvo cristalino entre amarillo y amarillo verdoso
Solubilidad 50 mM en DMSO
90 µM / mL (25ºC)
Punto de fusión 265ºC
Punto de ebullición 575,9ºC

Baicaleína (5,6,7-trihridoxidoflavona) es una flavona, un tipo de flavonoide, aislada originalmente de los hongos Scutellaria baicalensis y Scutellaria lateriflora y es uno de sus principales compuestos activos. También puede encontrarse en Oroxilum indicum (flor de trompeta india). Se trata de la aglicona o grupo no glucídico de la baicalina, otro de los compuestos más abundantes y activos.

Encabezado[editar]

La baicaleína, junto con su análogo la baicalina, es un modulador alostérico positivo de la benzodiacepina y/o no-benzodiacepina del receptor GABAA. Muestra selección de subtipos para las subunidades α-2 y α-3 que contienen receptores GABAA. Por eso, la baicaleína tiene efectos ansiolíticos en ratones sin incidencia de sedación o relajantes musculares. También es un antagonista de los receptores de estrógeno (o antiestrógeno).

Se ha demostrado que los flavonoides inhiben determinados tipos de lipoxigenasas y actúan como agentes antiinflamatorios. Tiene efectos antiproliferativos en ET-1 de la proliferación de células de músculo liso de la arteria pulmonar, a través de la inhibición de los canales de expresión de la TRPC1. En ensayos con animales se le atribuyen también posibles efectos antidepresivos. La baicaleína es un inhibidor de la CYP2C9, una enzima del sistema del citocromo P450 que metaboliza las drogas en el cuerpo. También inhibe la formación de biopelículas por Staphylococcus aureus y el sistema de detección de quórum in vitro.

Un derivado de la baicaleína es un conocido prolil endopeptidasa (PEP).

Tanto la baicaleína, como otras flavonas, mejoran notablemente las funciones cognitivas y funciones amnésicas en modelos animales, con cerebros envejecidos y neurodegeneración.[1]

Estructura[editar]

Estructura del esqueleto de un flavonoide.

La baicaleína es un flavonoide, que son derivados de la estructura 2-fenilcromen-4-ona (2-fenil-1,4-benzopirona). Su esqueleto se puede dividir en tres partes: un anillo bencénico, una cadena propánica unida al anillo, y otro anillo bencénico que a su vez se une a la cadena. La cadena carbonada intermedia se cicla por la acción de la enzima isomerasa, lo que da lugar a una flavona.[2]

La baicaleína pertenece, por tanto, al subgrupo de las flavonas. Se caracteriza por estar unida a tres grupo alcohol en los carbonos 5, 6 y 7 ,[3]​ por lo que recibe en nombre de 5,6,7-trihridoxidoflavona.[4]

Es, como el resto de los flavonoides, polifenólico

Extracción y Análisis[editar]

Debido a la presencia de los grupos funcionales hidroxilo, la extracción de la baicaleína se realiza con etanol. Para el análisis de concentración se suele emplear la espectrofotometría. Frecuentemente, este proceso se lleva a cabo junto con una separación cromatográfica (por ejemplo HPLC).

Interacciones[editar]

Permite, como flavonoide, la interacción entre el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) y dos de sus ligandos débiles. Esta unión de la baicaleína con el VEGF se produce al interaccionar el esqueleto flavonoide en el residuo 47 (insertado en la interfaz de dimerización de VEGF; rodeado por la 2ª lámina-β, la hélice-α N-terminal y el lazo que conecta las hebras 5 y 6 de la proteína). El ácido glucorónico de la baicalina queda expuesto al disolvente (en dirección hacia la hélice-α N-terminal).[5]

No inhibe directamente a ET-1; si no que inhibe al canal TRC1, cuya función es introducir Ca2+ para regular el ciclo celular. Se consigue aumentar la fase S inhabilitando parcialmente la proteína kinasa C-alfa, que promueve la transcripción. Este resultado se da al unirse la parte hidrofóbica de la baicaleína con el residuo Serina 657; impidiendo su fosforilación. La baicaleína promueve la diferenciación osteoclástica a través de la vía de señalización del Wnt/β-catenin. Además, aumenta la expresión del RNAm de la osteoprotegerina, la que podría regular indirectamente la activación de los osteoclastos.

Glucósidos[editar]

La baicaleína está presente en la naturaleza en forma de glucósido o hace el papel de la aglicona. Estos incluyen:

  • El de baicaleína, el cual pertenece a la baicalina.
  • El 6-glucósido de baicaleína, el cual pertenece al Tetuin. Este se encuentra en las semillas de la Scutellaria baicalensis.

Aplicaciones biomédicas[editar]

Esquema de las diferentes aplicaciones de la Baicaleína:

  • [6]​La baicaleína impide la muerte celular neuronal humana inducida por la proteína priónica mediante la regulación de la activación de JNK.
  • La baicaleína suprime la viabilidad de células de osteosarcoma MG63 a través de la inhibición de la expresión de c-myc a través de vía de señalización Wnt.
  • [7]​Inhibe la TNF-α-inducida con la activación de NF-kB y la NF-kB-regulada para orientar los productos génicos.

Aplicaciones médicas[editar]

Estructura en 3D de la Baicaleína

Actividad antiinflamatoria[editar]

La baicaleína presenta una capacidad antiinflamatoria reduciendo patologías causadas por bacterias, como por ejemplo las infecciones causadas por Pseudomonas aeruginosa: puede promover la proteólisis de la señal QS.

No se conoce todavía ciertamente cómo o qué hace que la baicaleína produzca este efecto antiinflamatorio, aún está por estudiar. Pero sí que se sabe que reduce la producción de citoquina, debido principalmente a la regulación negativa de las vías de MAPK y NFkB.[8]

Actividad antioxidante[editar]

Las propiedades antioxidates de la baicaleína se deben a que es una molécula donadora de hidrógenos y electrones, y los radicales intermedios pueden estabilizarse mediante formas en resonancia.[9]

La baicaleína retira oxígeno reactivo especialmente en forma de radicales hidroxilos. De esta manera bloquean la acción perjudicial de dichas sustancias sobre las células. Sus efectos citoprotectores son, por ejemplo, bien patentes en fibroblastos de la piel humana, queratinocitos, células endoteliales y ganglios sensoriales cultivados en presencia de sulfoxina-butionina, un inhibidor irreversible de la glutatión sintetasa. Asimismo, se ha comprobado su potente capacidad de inhibir in vitro la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL) por los macrófagos y reducir la citotoxicidad de las LDL oxidadas.[10]

Actividad anticancerígena[11][12][editar]

Un gran número de estudios se centra en las propiedades antitumorales de diferentes tipos de cáncer, incluyendo el de mama, osteosarcoma, carcinoma o mieloma, entre otros.[cita requerida]

La Baicaleína actúa generalmente bloqueando el ciclo celular, induciendo la apoptosis, inhibiendo la invasión de células tumores y metástasis, potenciando las acciones de los agentes quimioterapéuticos y disparando la autofagia de células muertas.

Los ensayos realizados en animales con tumores de cáncer de mama, colorrectal y hepatocelular, sugieren que la baicaleína es capaz de disminuir significantemente sus volúmenes sin apenas toxicidad, por lo cual se deduce que dicha molécula podría llegar a ser un tratamiento muy eficiente.[cita requerida]

Para ello, el requisito que debe cumplirse es que los tumores se encuentren en estado I o II.

En el siguiente esquema podemos ver en tres tipos de cáncer diferentes, los efectos producidos por la baicaleína:

Cáncer de vejiga [cita requerida][editar]

La baicaleína induce la apoptosis en la célula T24 de este tipo de cáncer, activando la vía caspasa mitocondrial dependiente e inhibiendo la fosforilación de Akt. Concretamente la baicaleina inhibe el crecimiento de las células T24 mediante el bloqueo de la progresión del ciclo celular en la fase G1 / S. También induce la apoptosis inducida por la activación de Bcl-2 expresión de la caspasa-9 y la caspasa-3, la regulación negativa de Bcl-2, y la regulación positiva de la expresión de Bax.

Cáncer de cuello uterino [cita requerida][editar]

En este tipo de cáncer, la baicaleína inhibe la proliferación de células HeLa por medio de la regulación positiva de la proporción entre la expresión de Bax/Bcl-2 y la activación de Fas, FasL y la caspasa-8.

Cáncer de próstata [cita requerida][editar]

La baicaleína es capaz de suprimir el crecimiento de las líneas celulares DU-145 y PC-3 (de la próstata humana), inducir la apoptosis activando la captasa-3 y -7 e incrementar la proporción de expresión de Bax/Bcl-2 en dichas células, además de inhibir la vía caveolina-1/AKT/mTOR, aumentando la apoptosis y debilitando la metástasis.

Actividad antiviral[editar]

La baicaleína inhibe la efectividad y replicación del Virus de la Inmunodeficiencia Humana de tipo 1 (VIH-1). Esto sucede debido a la inhibición de la transcriptasa inversa de dicho virus y de una de las enzimas esenciales del ciclo: VIH-1 integrasa, responsable de la inserción del DNA del virus en el cromosoma del individuo infectado. El proceso de inhibición resulta ser consecuencia de la unión de la región hidrofóbica de la baicaleína y la región activa de la enzima, concretamente se trata de enlaces de hidrógeno a los aminoácidos Asn-155, Lys-156 y Lys-159, situados en el dominio del núcleo catalítico.[13]

Limitaciones[editar]

Son muchos los artículos publicados sobre estudios realizados sobre las propiedades de la baicaleína y que demuestran su elevado potencial para convertirse en uno de los principios activos más importantes para el desarrollo de nuevos fármacos contra enfermedades de elevado índice de afectación y mortalidad en la población, como son el cáncer y el VIH.

La problemática que presenta la baicaleína (a pesar de que en China sea utilizada para enfermedades como la hepatitis, diarrea y asma, entre otros)[14]​ es su poca biodisponibilidad, debida a su escasa solubilidad. Por tanto, su uso clínico no será viable hasta que se trate de una sustancia lo suficientemente soluble.

Véase también[editar]

Flavonoide

Referencias[editar]

  1. «Baicalein» |url= incorrecta con autorreferencia (ayuda). Wikipedia (en inglés). 29 de junio de 2016. Consultado el 21 de octubre de 2016. 
  2. Xiomara Bonkanka Tabares, Cecilia. «Evolución farmacológica de terpenos y flavonoides de origen vegetal». Servicios de publicaciones Universidad de la Laguna. 
  3. Team, EBI Web. «baicalein (CHEBI:2979)». www.ebi.ac.uk. Consultado el 21 de octubre de 2016. 
  4. «Baicalein | 491-67-8». www.chemicalbook.com. Consultado el 21 de octubre de 2016. 
  5. Ricard A. Rodríguez Mias. «NMR IN DRUG DISCOVERY. FROM SCREENING TO STRUCTURE-BASED DESIGN OF ANTITUMORAL AGENTS». 
  6. Moon, Ji-Hong; Park, Sang-Youel (1 de febrero de 2015). «Baicalein prevents human prion protein-induced neuronal cell death by regulating JNK activation». International Journal of Molecular Medicine 35 (2): 439-445. ISSN 1791-244X. PMID 25435015. doi:10.3892/ijmm.2014.2010. Consultado el 22 de octubre de 2016. 
  7. Li, Junbo; Ma, Juan; Wang, Ke Si; Mi, Chunliu; Wang, Zhe; Piao, Lian Xun; Xu, Guang Hua; Li, Xuezheng et al. (19 de septiembre de 2016). «Baicalein inhibits TNF-α-induced NF-κB activation and expression of NF-κB-regulated target gene products». Oncology Reports. ISSN 1791-2431. PMID 27667548. doi:10.3892/or.2016.5108. Consultado el 22 de octubre de 2016. 
  8. Luo, J.; Kong, J.L.; Dong, B.Y.; Wang, K.; Wu, L.H.; Hou, C.C.; Liang, Y.; Li, B.; Chen, Y.Q. «Baicalein attenuates the quorum sensing-controlled virulence factors of Pseudomonas aeruginosa and relieves the inflammatory response in P. aeruginosa-infected macrophages by downregulating the MAPK and NFκB signal-transduction pathways.». Drug Des Devel Ther. 2016 Jan 7. Consultado el 15 de octubre de 2016. 
  9. Kim, H.; Yiluo, H.; Park, S.; Lee, J.Y.; Cho, E.; Jung, S. «Characterization and Enhanced Antioxidant Activity of the Cysteinyl β-Cyclodextrin-Baicalein Inclusion Complex.». Molecules. 2016 May 27. Consultado el 16 de octubre de 2016. 
  10. S. Martínez-Flórez, J. González-Gallego, J. M. Culebras* y M.ª J. Tuñón. «Los flavonoides: propiedades y acciones antioxidantes». Nutr. Hosp. (2002) XVII (6) 271-278. 
  11. Liu, H.; Dong, Y.; Gao, Y.; Du, Z.; Wang, Y.; Cheng, P.; Chen, A.; Huang, H. «The Fascinating Effects of Baicalein on Cancer: A Review.». Int J Mol Sci. 2016 Oct 9. Consultado el 16 de octubre de 2016. 
  12. Cathcart, M.C.; Useckaite, Z.; Drakeford, C.; Semik, V.; Lysaght, J.; Gately, K.; O'Byrne, K.J.; Pidgeon, G.P. «Anti-cancer effects of baicalein in non-small cell lung cancer in-vitro and in-vivo.». BMC Cancer. 2016 Sep 1. Consultado el 17 de octubre de 2016. 
  13. Hu, JZ.; Bai, L.; Chen, D.G.; Xu, J.T.;. «Computational investigation of the anti-HIV activity of Chinese medicinal formula Three-Huang Powder.». Interdiscip Sci. 2010 Jun. Consultado el 15 de octubre de 2016. 
  14. Zhao, Q.; Chen, Z.Y.; Martin, C. «Scutellaria baicalensis, the golden herb from the garden of Chinese medicinal plants.». Sci Bull (Beijing). 2016. Consultado el 17 de octubre de 2016. 

Bibliografía[editar]

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