Enciclopedia de nutracéuticos by Brenda Agüero Burgos

TOMO I: Fármacos y Nutracéuticos contra la Obesidad

ENCICLOPEDIA DE NUTRACÉUTICOS

Kristal Morales Pérez A00805397 Paulina Calderón Flores A00986882 Brenda Agüero Burgos A01221936 Humberto Cavazos Garza A00918730 Rosa Luz Rodriguez Vazquez A00510469

Biotecnología de Nutracéuticos y Fármacos Dr. Daniel Alberto Jacobo Velázquez Equipo 4 Ma-Ju 7:30 30 de Septiembre 2013

CONTENIDO

FÁRMACOS CONTRA LA OBESIDAD

LORCASERIN

ORLISTAT

NUTRACÉUTICOS CONTRA LA OBESIDAD

EXTRACTO DE TÉ VERDE (CATEQUINAS)

EXTRACTO DE GARCINIA CAMBOGIA EXTRACTO DE ALCACHOFA (CINARINA)

LORCASERIN

Belviq, un medicamento oral por prescripción, personas con un índice de masa corporal superior a 30 o aquellos con un IMC de 27 que tengan alguna condición médica vinculada con el peso, como la diabetes tipo 2.

Biotecnología de Nutracéuticos y Fármacos Dr. Daniel Alberto Jacobo Velázquez Equipo 4 Ma-Ju 7:30 30 de Septiembre 2013

ÍNDICE

CLASIFICACÌON DEL COMPUESTO, EN BASE A SU ESTRUCTURA Y PROPIEDADES ...3 BIOSÍNTESIS DEL COMPUESTO EN LA PLANTA ....................................................................4 MECANISMO DE ACCIÓN ........................................................................................................5 ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO ..................................................................................6 FARMACOCINÉTICA ...................................................................................................................7 Absorción .....................................................................................................................................7 Distribución ..................................................................................................................................7 Metabolismo ................................................................................................................................7 Eliminación ..................................................................................................................................8 TOXICIDAD DEL COMPUESTO ..................................................................................................9 ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS ................................................................................ 11 Ensayo pre-clínico .................................................................................................................. 11 Ensayo clínico .......................................................................................................................... 11 PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN ..................... 14 FORMULACIONES ...................................................................................................................... 15 REFERENCIAS .............................................................................................................................. 16

CLASIFICACÌON DEL COMPUESTO, EN BASE A SU ESTRUCTURA Y PROPIEDADES Belviq, un medicamento oral por prescripción, personas con un índice de masa corporal superior a 30 o aquellos con un IMC de 27 que tengan alguna condición médica vinculada con el peso, como la diabetes tipo 2 [1]. El compuesto activo de este fármaco, Belviq es la Lorcaserin (Clorhidrato de lorcaserin) su estructura química se muestra en la figura 1. El nombre químico de la lorcaserin es hemihidrato de clorhidrato (R)-8-chloro-1-methyl-2,3,4,5-tetrahydro1H-3-benzazepine, también se conoce como 616202-92-7: CHEBI: 65353 NCGC00182550-01 [2] [1]. Su fórmula molécula es C11H14ClN, tienen un peso molecular de 195.68856 [g/mol] [2].

Figura 1. Estructura de Clorhidrato de lorcaserin. De acuerdo a MeSH el clorhidrato de lorcaserin entra en la categoría de medicamentos y productos químicos; Compuestos heterocíclicos; Compuestos heterocíclicos, 2 anillos; Benzazepines; 8-Chloro-2,3,4,5-tetrahydro-1-methyl-1H-3-benzazepine [3].

PROPIEDADES FARMACOLÓGICAS

La lorcaserin se clasifica como un potente, selectivo, y eficiente antagonista del receptor 5HT2C. La potencia se determinó al analizar, en ensayos pre-clínicos y clínicos, la afinidad que tenía este compuesto a los receptores de 5-HT2C en ratas y humanos; se obtuvo que la Ki para ratas era igual a 15 con un rango de error de ± 1 nM y en humanos la Ki fue de 29 con un rango de error de 7 nM. La selectividad se determinó al evaluar la frecuencia de unión con los receptores 5-HT humanos; aquí se reconocieron 2 receptores con una afinidad al compuesto el 5-HT2A y 5-HT2B, estos presentaron una selectividad al fármaco de 18 y 104 veces menor, respectivamente, que el receptor 5-HT2c. Por último la eficiencia se determinó al hacer la comparación en las pruebas pre-clínicas y clinas de los participantes que ingerían el fármaco y los que ingerían placebo; en donde se corroboro que el consumo del fármaco lograba un estímulo en el hipotálamo, por la acción de los receptores de 5-HT2c, que producía una sensación de saciedad y por consecuente una disminución en la ingesta de alimentos, en general de los pacientes que tomaron el fármaco presentaron una disminución de peso mínima del 5 % a su peso original [4].

SÍNTESIS DEL COMPUESTO La obtención de la de clorhidrato de lorcaserin puede ser sintetizada por tres caminos diferentes, pero los tres parten de compuestos derivados del clorofenilo (Figura 2). En la primera síntesis se parte de un derivado halogenado del cloruro de fenilo llamado 2 paraclorofenil bromo etano, al cual se le adiciona 2-hidroxipropil amina para obtener una amina etoxilada. Se induce una reacción en el grupo amina para obtener una amina secundaria, la 2-hidroxi-(2etil-paraeclorofenil)-etil-propamina. Posteriormente continúa la síntesis por la acción del catalizador de cloruro de tionilo o bromuro de tionilo, para obtener un derivado de la 2metil-3-paraclorofenilpiperidina. A este compuesto se le adiciona acido tartárico y HCl, lo cual genera un re-ordenamiento de la estructura en el centro quiral de la molécula. En la segunda obtención, inicia con la reacción de la propamina, 3-para-clorofenilpropamina, lográndose sintetizar por dos caminos. En el primero se utiliza una pridina, la cual se hace reaccionar con la 1,2-dicloro-propilcetona para obtener una amida, 2-cloropropil para-cloro etil-fenil amida, la cual pertenece a las amidas secundarias y se le agrega hidruro de boro o Cloruro de aluminio; con el primero se obtiene una amina de cadena abierta y con el segundo una amina de cadena cerrada o cíclica, obteniendo un derivado de la 2-metilpiperidina y finalmente cambiar la orientación del grupo metilo con ayuda del ácido tartárico y el HCl. El segundo camino a partir de la de la propamina, 3-para-clorofenilpropamina, se requiere de anhidrido triflouroacético y pririna, obteniendose una amida trifluorada con anillos aromaticos derivados del benceno. Con una reaccion de alquilacion se logra insertar un grupo metileno en la cadena cíclica donde se encuentra el grupo amida, para posteriormente alcalinizar con NaOH, y continuar con el procedimiento para organizar el centro quiral y las sustituciones, ya que estas si no están en la posición correcta disminuye la efectividad del compuesto (medicamento).

Figura 2. Se representa el proceso de a síntesis del clorhidrato de lorcaserin [13]. MECANISMO DE ACCIÓN La lorcaserina es un agonista del receptor de serotonina 2C, inhibe los receptores de la serotonina, los cuales están implicados en los mecanismos de saciedad. Estos receptores se ubican principalmente en el plexo coroideo, las estructuras límbicas, vías extrapiramidal tálamo y el hipotálamo, un importante centro responsable de la regulación del hambre y la ingesta de alimentos [4] [5]. El mecanismo de acción exacto no se conoce. Se ha planteado la hipótesis, de acuerdo a su característica como agonista selectivo en el receptor de serotonina 5-HT 2C, que la activación

del receptor 5-HT2C activa el sistema de neuronas pro-opiomelanocortina (POMC), en el hipotálamo. Estas a su vez incitan la liberación de la hormona estimulante de α-melanocortina (α -MSH), en el hipotálamo. Dicha hormona estimula los receptores de melanocortina-4 (MC4R) provocando la sensación de saciedad y causando pérdida de peso [6] [7].

ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO Durante la producción del fármaco es necesario realizar pruebas para la determinación de los compuestos, así como su selección, purificación y concentración. Para esto se utilizan cromatografías de flash, cromatografía quiral y cristalografía de rayos x. La cromatografía de flash se utiliza para la purificación de compuesto (1R,S)-N-Triﬂuoroacetyl-8chloro-2,3,4,5-tetrahydro-1-methyl-1H-3-benzazepine; se utiliza sílice con 5% EtOAc en hexano [8]. La cromatogriafia quiral (tR) se utiliza para separar al compuesto (1R,S)-N-Triﬂuoroacetyl-8chloro-2,3,4,5-tetrahydro-1-methyl-1H-3-benzazepine; se lleva a cabo durante 24 min, con 5% isopropanol en hexano con dietilamina 0.2%, a una tasa de caudal de 7 mL/min, utilizando una columna quiral 20 mm × 250 mm OD Chiracel [8]. La cristalografía de rayos x, se utiliza para confirmar la selección de la configuración (R) del fármaco [8]. Para corrobora la acción y el mecanismo de acción del fármaco se han realizado análisis químicos en muestras bilógicas, plasma procesado y muestras cerebrales, ambos pertenecientes a ratones. Utilizando cromatografía liquida en tándem con espectrometría de masas se logró determina y cuantificar la presencia de lorcaserin en las muestras biológicas. Para la separación en LC se utilizó un gradiente binario y una columna de fase inversa C18 [Luna 3µm C18 (2), 50 X 2 mm; Phenomenex: Torrance: CA) equipado con una columna de seguridad C18 (2 X 4 mm; Phenomenex). La columna se mantuvo a una temperatura constante de 35 ° C. La fase móvil A consistía en ácido fórmico al 0.1% en agua y la fase móvil B consistía en 0.1% de ácido fórmico en acetonitrilo. La velocidad de flujo se mantuvo constante a 0.5 ml / min. El siguiente gradiente binario se utilizó para el análisis de la muestra. Se equilibró la columna durante 1 min a 10% de fase móvil B, después de la inyección, fase móvil B se mantuvo constante durante 0.3 min a 10%, se incrementó linealmente en 1.7 min a 90% de B y se mantuvo constante a 90% de B durante 1 minuto [7]. La detección de lorcaserina y el estándar interno, se logró utilizando ionización por electrospray (TurboIonSpray; Applied Biosystems, Foster City: CA) que opera de modo de iones positivos. La temperatura de la fuente se ajustó a 350 ° C con un voltaje de pulverización de iones de 3400 V. Se mantuvo un monitoreo de las reacciones múltiples de la transición de masas a 196.1 unidades de masa atómica a 176.1 unidades de masa atómica para la detección de lorcaserina. Lorcaserin y estándar interno se eluyeron dentro de 1 min después de la inyección. El sistema de espectrometría de masas en tándem de cromatografía líquida consistió de un espectrómetro API4000 (MDS Sciex, Concord, ON, Canada); un dispensador de muestra automático CTCHTSPAL (CTC Analytics, Zwingen: Swit-Zerland); dos bombas LC10AD VP de alto rendimiento líquido cromatografía de único cana; desgasificador DGU-14A; y un SCL10A VP de

alto desempeño del controlador para cromatografía líquida (Shimadzu, Kyoto, Japón). Además una válvula Cheminert Desviar (Valco Instruments Co., Houston, TX) y PEEK (Alltech Associates, Deerfield, IL) [7].

FARMACOCINÉTICA Los resultados de la farmacocinética en los análisis pre-clínicos: La farmacocinética de lorcaserina se evaluó después de una dosis de 10 mg / kg de en ratas Sprague-Dawley, los cuales eran machos. Este estudio determinó que la lorcaserin se absorbe rápidamente dando lugar a una la concentración máxima (Cmax) de 0.76 g / ml después de 15 minutos y a una tasa de crecimiento (t ½) 4.9 h [5]. Los resultados de la farmacocinética en los análisis clínicos

ABSORCIÓN La lorcaserin es absorbida en el tracto gastrointestinal con una concentración plasmática pico después de 1.5-2 horas de la dosificación oral. No se ha determinado la biodisponibilidad absoluta de lorcaserin. Lorcaserin tiene una vida media de plasma de, aproximadamente, 11 horas. La acumulación se estima alrededor del 70%. Se determinó en estudios clínicos que el fármaco BELVIQ puede ser administrado con o sin alimentos. La consecuencia de la ingesta de los alimentos, ocasiona que la concentración máxima se vea afectada en 9% y la exposición (AUC) aumento un 5% bajo condiciones de alimentación. Por otro lado el tiempo de concentración máxima se retrasó una hora aproximadamente. [1]

DISTRIBUCIÓN La lorcaserin clorhidrato tiende a unirse, aproximadamente en un 70%, a proteínas del plasma humano [1]. Mediante pruebas de radiactividad de detecto que el metabolito principal es un sulfamato y está presente en un 38% en la sangre, en comparación con 12% para el fármaco en su composición normal. Del plasma los metabolitos pasan al líquido cerebroespinal, en el cual se distribuye y llega a todo el sistema nervioso central en los seres humanos[6]

METABOLISMO

La Lorcaserin es ampliamente metabolizada en el hígado por múltiples vías enzimáticas [1]. Consiste en un proceso oxidativo mediado por las enzimas pertenecientes a los grupos de P450 citocromicas (P450) y las flavina monooxigenasa (FMO) [7].

Los metabolitos oxidativos primarios son: N-hydroxylorca-serin, 7-hydroxylorcaserin, 5hydroxylorcaserin, y 1-hydroxylorca-serina (Figura 3). La síntesis de N-hydroxylorca-serina esta mediado por las enzimas CYP1A2, CYP2A6, CYP2B6, CYP2C19, CYP2D6, CYP3A4 y FMO1. Las principales enzimas implicadas para la síntesis de 7-hydroxylorca-serina son CYP2D6 y CYP3A4; las enzimas CYP1A1, CYP1A2, CYP2D6 y CYP3A4 participan en la producción de 5hydroxylorcaserin; y CYP3A4 está implicada en la formación de 1-hy-droxylorcaserin [7]. Tras la administración oral de BELVIQ, el principal metabolito circulante es lorcaserin Sulfamato, con un Cmax que excede de 1 a 5 veces la Cmax de la lorcaserin [8]. Los metabolitos principales no ejercen ninguna actividad farmacológica en los receptores de serotonina [1].

ELIMINACIÓN

Los metabolitos se excretan en la orina. En un estudio de balance de masa humana en que sujetos sanos ingirieron lorcaserin radiomarcado; el 94.5% del material radiomarcado fue recuperado, de este porcentaje el 92.3% se recuperó de la orina y 2.2% en las heces [1]. El Ncarbomoyl glucurónido lorcaserin es el principal metabolito que es eliminado en la orina tras su síntesis. Otros metabolitos menores excretados en la orina fueron identificados como glucurónido o sulfatos. Menos del 1.5% de lorcaserin excreta sin cambios por la orina [6].

Figura 3. Representación de los cuatro metabolitos primarios de la lorcaserin. Esto compuestos son producidos por la reacción oxidativa mediado por las enzimas P450 y FMO que se encuentran en el hígado.

TOXICIDAD DEL COMPUESTO La potencia E50 de lorcaserina en el receptor 5-HT2C humano es 9 nmol / L [4]. El tratamiento con Belviq puede causar efectos secundarios graves, incluyendo el síndrome de la serotonina, perturbaciones en la atención o la memoria. En base a los estudios clínicos realizados a personas que presentaban diabetes tipo dos y pacientes sin diabetes se determinaron sintomatologías y efectos adversos diferentes. Las principales reacciones adversas observadas en las fases clínicas en personas que tiene diabetes tipo 2 son [1] : 

   



 

Desórdenes gastrointestinales o Nauseas o Dolor de dientes Fátiga Edema periférico Sistema inmunológico o Alergias de temporada Infecciones e infestaciones: o Nasofaringitis o Infecciones del tracto urinario o Gastroenteritis Desórdenes de metabolismo y nutriológicos o Hipoglucemia o Decreento de apetito Desórdenes en el musculo esqueleto y tejido conectivo o Dolor de espalda o Espasmos musculares Desórdenes en el sistema nervioso o Dolores de cabeza o Mareos Desórdenes psicológicos o Ansiedad o Insomnio o Estrés o Depresión Trastornos respiratorios, torácicos y mediastínicos o Tos Desórdenes vasculares o Hipertensión

Las principales reacciones adversas observadas en las fases clínicas en personas que no son diabéticas son [1]: 

Desórdenes gastrointestinales o Nauseas



o Diarrea o Constipación o Boca seca o Vomito Infecciones e infestaciones: o Infecciones en el tracto respiratorio superior o Nasofaringitis o Infecciones del tracto urinario Desórdenes en el musculo esqueleto y tejido conectivo o Dolor de espalda o Dolor musculo esqueleto Desórdenes en el sistema nervioso o Dolores de cabeza o Mareos Trastornos respiratorios, torácicos y mediastínicos o Tos o Dolor Orofaríngea o Congestión sinusal Desórdenes en la piel y del tejido subcutáneo o Erupción

No se recomienda su consumo en mujeres embarazadas por la pérdida de peso en el feto, ni en personas menores de 18 años. Así mismo no se aconseja su consumo en personas con problemas o impedimentos renales, por problemas que se pudieran generar por la acumulación del fármaco o la inadecuada eliminación de los metabolitos primarios y secundarios [1].

INTERACCIONES CON OTROS MEDICAMENTOS

Debido al mecanismo de acción de lorcaseina, se debe de evitar ingerir medicamentos que tengan o puedan tener un efecto en los sistemas neurotransmisores serotoninérgicos como triptanos, inhibidores de la monoaminooxidasa (IMAO, incluyendo linezolid, un antibiótico que es un reversible no selectivo MAOI), inhibidores selectivos de serotonina selectivos (SSRI), inhibidores de la recaptación selectiva serotonina-norepinefrina (IRSN), dextrometorfano, antidepresivos tricíclicos (ATC), bupropión, litio, tramadol, triptófano y hierba de San Juan [1].

ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS

ENSAYO PRE-CLÍNICO Lorcaserin se analizó para determinar la capacidad de disminuir la ingesta de alimentos y el peso corporal durante un período de 28 días en ratas Sprague-Dawley. Todas las ratas eran machos y pesaban entre 250 y 400 gr. Los animales fueron enjaulados por separado, con libre acceso a alimentos y agua. Los grupos de tratamiento incluyeron el control del fármaco, diferentes dosis de lorcaserina 9, 18, y 36 mg / kg dos veces al día, y 18 mg / kg una vez al día. El suministro del fármaco se dio por inyección por sonda durante 28 días, con una ingesta de alimentos [9]. En este estudio preclínico se observó, al séptimo día, una disminución, dependiente de la dosis, de la ingesta de alimentos y peso. En el día 28 del experimento el grupo con una dosis de 36 mg/kg b.i.d pesaron aproximadamente 8.5 % menos que el grupo control. Se obtuvo una t1/2 de 3.7 horas. Así mimos se logró determinar que el efecto sobre el peso corporal se mantenía durante todo el periodo de dosificación, no obstante al suspender el fármaco se generaba una ganancia de peso gradualmente [9]. Debido a que el compuesto lorcaserin, fue identificado tuvo un efecto notorio y selectivo (pEC50 valores en ensayos funcionales [3H] Fosfoinositol turnover de 5-HT2C = 8.1; 5-HT2A = 6,8; 5HT2B = 6.1); y fue un potente modelo de ingesta aguda alimentaria en animales (ED 50 en 6h = 18 mg/kg) [9], se prosiguió a realizar los análisis clínicos.

ENSAYO CLÍNICO

Fase uno Las pruebas clínicas de fase uno se realizó en humanos sanos, a los cuales se les suministro lorcaserin 10 mg al día. Los resultados de esta fase revelaron que al ingerir 10 mg de lorcaserin se llegar a un estado de equilibrio en el día 4, con valores de C max aproximadamente 30% más altos que en el día 1. Así mismo se determinó que la dosis máxima tolerada de lorcaserina oral es 40 mg al día [10]. Fase dos En el ensayo dos se evaluaron la eficiencia y la seguridad de los compuestos. Esta fase tuvo una duración de 12 semanas, fue aleatorio, doble siego, controlado con placebo. Aquí intervinieron 469 mujeres y hombres de los cuales 52% de blancos, 29% negro y 18% son hispanos; entre las edades de 18 a 65 años; y el IMC entre 30-45 kg/m2. Los participantes no padecían de diabetes mellitus, hipertensión arterial o dislipemia significante. En lugar de someterlos a un plan de nutrición para bajar de peso se les indico que mantuvieron su ingesta nutricional habitual. A los integrantes del ensayo se les dividió en grupo placeo y grupo de fármaco, el cual estaba a

su vez dividido por las dosis de: 10 mg una vez al día, 15 mg una vez al día y lorcaserina 10 mg dos veces al día [10]. Los resultados de esta fase demostraron que aquellas personas que habían ingerido 10 mg una vez al día tuvieron una pérdida de peso de 1.8Kg; 15 mg una vez al día, perdieron 2.6 kg; y lorcaserina 10 mg dos veces al día, tuvieron una pérdida de peso de 3.6 kg; el grupo palcebo tuvo una disminución de 0.3 kg. Todos los participantes que consumieron el fármaco tuvieron una perdida mayor a 5 % de su peso original. Se observó que además de tener un efecto en la pérdida de peso, lorcaserin tiene un efecto en tejido adiposo, ya que se produjo una reducción en las medidas de cintura y cadera [10]. Otros factores importantes que se analizaron en este estudio fue el efecto en la presión arterial, en los niveles en glucosa y colesterol total y trigliceridos. En la presión arterial en pacientes no hipertensos no se observó ningún cambio significativo, mientras que en los niveles de glucosa, colesterol total, triglicéridos se presentó una reducción del 4 mg/dl (-0.2 mmol/l; p < 0.05), 7 mg/dl (-0.18 mmol/l; p < 0.01) y 18 mg/dl (0.2 mmol/l) respectivamente [10]. Fase tres Esta fase se desarrolló bajo 3 ensayos que evaluaron la seguridad y eficiencia:   

Modificación del Comportamiento e ingesta de Lorcaserin para el estudio de la Gestión del sobrepeso y la obesidad (BLOOM); Modificación del Comportamiento e ingesta de Lorcaserin, Segundo Estudio para el juicio de Gestión Obesidad (BLOSSOM) Modificación del Comportamiento e ingesta de Lorcaserin para el sobrepeso y la gestión de la obesidad en el juicio Diabetes Mellitus (BLOOM-DM).

Estos ensayos fueron doble ciego, controlados con placebo con duraciones que van desde 52 hasta 104 semanas. Participaron casi 8000 paciente El estudio BLOOM tuvo una duración de 2 años, incluyó a 3182 pacientes. Estos que eran obesos (IMC de 30-45 kg/m2) o con sobrepeso (IMC 27-29.9 kg/m2) y tenía al menos una complicación relacionada con el peso, como hipertensión o dislipidemia. La edad media fue de 44 (rango 1865), el 83% eran mujeres. Sesenta y siete por ciento eran de raza blanca, el 19% eran afroamericanos y el 12% eran hispanos. El peso medio inicial fue de 100,0 kg y la media de IMC fue de 36.2 kg/m2. En el primer año se dividió al grupo en pacientes controlo (consumían placebo) y pacientes que consumían el fármaco. En el año 2, se continuó dando a los pacientes control placebos y al grupo que ingerían el fármaco de dividió al azar en una proporción de 2:1 para continuar lorcaserin o cambiar a placebo. [1]. Los hallazgos de esta prueba fueron que la lorcaserin reducía significativamente circunferencia de cintura, disminuía los niveles de glucosa y de insulina en ayunas, así como en los niveles de colesterol total, LDL-colesterol y triglicéridos reducido. Producía un efecto un efecto reductor en presión sistólica y diastólica la presión arterial. Entre otros parámetros metabólicos, lorcaserina redujo significativamente la sensibilidad a la proteína C-reactiva y el fibrinógeno [10] El estudio BLOSSOM duró1 año y participaron 4008 pacientes que eran obesos o con sobrepeso con al menos una comorbilidad, como la hipertensión o la dislipemia. La edad media fue de 44

(rango 18-65), 80% eran mujeres. Sesenta y siete por ciento eran de raza blanca, el 20% eran afroamericanos y el 11% eran hispanos. El peso medio inicial fue de 100,2 kg y la media de IMC fue de 35.9 kg/m2 [1]. Estudio BLOOM-DM, tuvo una duración de un 1 año que incluyó a 604 pacientes adultos con un IMC mayor o igual a 27 kg/m2 y diabetes tipo 2. La edad media fue de 53 (rango 21-65), 54% eran mujeres. 61% eran caucásicos, el 21% afroamericano y el 14% eran hispanos. El IMC medio fue de 36 kg/m2 [1]. El parámetro principal de eficacia en estos estudios fue la pérdida de peso en 1 año, que fue evaluado por el porciento de pacientes que alcanzaron mayor que o igual a la pérdida de peso del 5%, el porcentaje de pacientes que consiguieron mayor que o igual a la pérdida de peso de 10%, y la media de cambio de peso [11]. Aproximadamente el 47% de los pacientes sin diabetes tipo 2, perdido al menos el 5% de su peso corporal. En personas con diabetes tipo 2, alrededor del 38% de los pacientes tratados con el fármaco perdieron más de 5% del su peso inicial [1]. De acuerdo con los ensayos clínicos y la FDA, se recomienda que los pacientes que no pueden perder el 5 % de su peso corporal después de 12 semanas, discontinúen su consumo. Esto debido a las pocas probabilidades de lograr una pérdida de peso, clínicamente significativos, con tratamiento continuo [9].

PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN

El proceso de producción se describe en la Figura 4 [9]. Se preparó una solución de N-trifluoroacetil-8-cloro2, 3 ,4,5-trihidro-1-metileno-1H-3-benzazepina (0.16 g, 0.55 mmol) en metanol (10 ml).

Se trató con Pd al 10% / C (0.02 g)

Agitó durante 30 min bajo una atmósfera de hidrógeno

Se realiza una filtración y concentración

Purificación por cromatografía flash (5% EtOAc en hexano, sílice).

Se obtiene 0.057 g de (1R,S)-NTriﬂuoroacetyl-8-chloro-2,3,4,5-tetrahydro1-methyl-1H-3-benzazepine en la forma de un sólido blanco. Separación por cromatografía quiral (tR) (isopropanol / hexano

23.8 min, 5% isopropanol en hexano con Dietilamina 0,2% a una tasa de caudal de 7 mL/min en una columna quiral 20 mm × 250 mm OD Chiracel.

Eliminación de los grupos protectores de las cadenas laterales en condiciones normales (Separación del compuesto de la membrana).

1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.11 (s, 1 H), 7.05 (d, J) 8 Hz, 1 H), 6,98 (d, J) 8 Hz, 1 H), 3.1–2.9 (m, H 6) 2.71 (m, 1 H), 2.68 (bs, 1 H), 1.32 (d, J) 8 Hz, 3 H)

La configuración (R) fue confirmada por Cristalografía de rayos x.

Figura 4. Diagrama del proceso para la síntesis de Clorhidrato de lorcaserin, a partir de de N-trifluoroacetil-8cloro-2, 3 ,4,5-trihidro-1-metileno-1H-3-benzazepina.proceso a escala piloto.

FORMULACIONES

Lorcaserin clorhidrato hemihidrato (Figura 1) es polvo blanco grisáceo con solubilidad en agua superior a 400 mg/mL. Cada comprimido BELVIQ contiene 10.4 mg de cristalino lorcaserin hemihidrato clorhidrato, equivalente a 10.0 mg de clorhidrato de lorcaserin anhidro como compuesto activo. Los compuestos inactivos son: celulosa microcristalina; silicificadas hidroxipropil celulosa NF; croscarmelosa de sodio NF; dióxido de silicio coloidal NF, alcohol de polivinilo USP, polietilenglicol NF, dióxido de titanio USP, talco USP, FD & C azul #2 lago de aluminio y estearato de magnesio NF [1]. En la Figura 5 se observa la etiqueta que se debe de encontrar en el empaque del medicamento, en la cual se indican los compuestos activos, así como información sobre la cantidad, almacenamiento, fecha de vencimiento, etc [12].

Figura 5. Etiqueta del medicamento Belvid producido por Arena Pharmaceuticals GmbH [12]

REFERENCIAS

[1]

Arena Pharmaceuticals, “BELVIQ (lorcaserin hydrochloride),” 2012.

[2] PubChem, “Lorcaserin,” NCBI, 2009. [Online]. Available: http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/summary/summary.cgi?cid=11658860. [Accessed: 26-Sep2013]. [3] MeSH, “lorcaserin,” NCBI, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/67506658.

2006.

[Online].

Available:

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[13] Eisai Inc, “BELVIQ (lorcaserin hydrochloride) tablet,” National Institutes of Health, 2012. [Online]. Available: http://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/lookup.cfm?setid=7cbbb12f-760d487d-b789-ae2d52a3e01f#nlm42230-3. [14] J. Wang, Y., Serradell, N., Bolos, “Lorcaserin hydrochloride,” Drugs of the Future, vol. 32, no. 9, p. 766, 2007.

ORLISTAT

Es un inhibidor de la lipasa gastrointestinal para la gestión de la obesidad que actúa mediante la inhibición de absorción de grasas provenientes de la dieta.

Biotecnología de Nutracéuticos y Fármacos Dr. Daniel Alberto Jacobo Velázquez Equipo 4 Ma-‐Ju 7:30 30 de Septiembre 2013

ÍNDICE INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………………………………………………4 CLASIFICACIÓN DEL COMPUESTO……………………………………………………………………………………………….4

Estructura Química ……………………………………………………………………………………………………….4

Carácteristicas Químicas………………………………………………………………………………………………..5

Propiedades Farmacológicas …………………………………………………………………………………………5

SÍNTESIS DEL COMPUESTO…………………………………………………………………………………………………………6 MECANISMO DE ACCIÓN…………………………………………………………………………………………………………….6 ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO……………………………………………………………………………………….…7 FARMACOCINÉTICA…………………………………………………………………………………………………………………...8

Absorción……………………………………………………………………………………………………………………...8

Distribución…………………………………………………………………………………………………………………..9

Metabolismo………………………………………………………………………………………………………………...9

Eliminación…………………………………………………………………………………………………………………….9

TOXICIDAD DEL COMPUESTO…………………………………………………………………………………………………….10

Toxicidad por dosis única……………………………………………………………………………………………..10

Toxicidad por dosis repetida…………………………………………………………………………………………10

Toxicidad en la reproducción……………………………………………………………………………………….10

Carcinogénesis…………………………………………………………………………………………………………….10

ESTUDIOS PRE-‐CLÍNICOS Y CLÍNICOS…………………………………………………………………………………………11

Estudios Pre-‐clínicos……………………………………………………………………………………………………11

Estudios clínicos………………………………………………………………………………………………………….12

PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN……………………………………………14

Control de materiales iniciales………………………………………………………………………………………14

Sustancia activa……………………………………………………………………………………………………………14

Otros ingredientes……………………………………………………………………………………………………….14

Pruebas de control en el producto terminado………………………………………………………………15

Estabilidad del producto………………………………………………………………………………………………15

FORMULACIÓN………………………………………………………………………………………………………………………..15

Indicaciones………………………………………………………………………………………………………………..15

Dosis y Administración…………………………………………………………………………………………………16

Formas farmaceuticas y concentraciones…………………………………………………………………….16

Almacenamiento y manejo………………………………………………………………………………………….16

REFERENCIAS…………………………………………………………………………………………………………………………..17

INTRODUCCIÓN Orlistat, es un potente inhibidor de las lipasas pancreáticas e intestinales, es el primer miembro de una nueva clase terapéutica aprobada para el tratamiento de la obesidad. Su administración con alimentos que contienen grasa da como resultado una inhibición parcial de la hidrólisis de triglicéridos en el lumen digestivo y posteriormente una reducción en la absorción de los ácidos grasos libres y monoglicéridos. En base a la dosis habitual de 120 mg tres veces al día, alrededor del 30% de la grasa ingerida no es absorbida y se excreta en las heces. Cuando se administra con una dieta ligeramente hipocalórica, orlistat contribuye a la pérdida de peso por un déficit calórico adicional y promueve aún más el cumplimiento del paciente obeso a las recomendaciones dietéticas. Varios estudios doble ciego controlados con placebo han demostrado una pérdida significativa de peso cuando se prescribió orlistat con una dieta ligeramente hipocalórica equilibrada [1].

CLASIFICACIÓN DEL COMPUESTO ESTRUCTURA QUÍMICA El Orlistat es un inhibidor de la lipasa gastrointestinal que actúa mediante la inhibición de absorción de grasas provenientes de la dieta, un derivado hidrogenado de lipstatina y un inhibidor de las lipasas gastrointestinales producidas por síntesis química. El Orlistat es 1-(3-hexil-4oxo-oxetano-2-yl)tridecan-2-yl 2-formilamino-4-metil-pentanoato. Su fórmula empírica es C 29 H 53 NO 5, y su peso molecular es 495,7(Figura 1). Se trata de una sola molécula de diastereoisómeros que contiene cuatro centros quirales, con una rotación óptica negativa en etanol a 529 nm [2].

Figura 1. Estructura química del Orlistat

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS El Orlistat se presenta como una cápsula de gelatina dura convencional que contiene gránulos con una concentración de sustancia activa del 50%. Contiene excipientes de celulosa microcristalina (como diluyente y extrusión / esferonización), glicolato sódico de almidón (como desintegrante), se añade lauril sulfato sódico (como agente humectante), povidona K30 (como aglutinante y estabilizador), y talco (para la lubricación) [3]. Es un polvo de color entre blanco o blanquecino cristalino. Además es prácticamente insoluble en agua, libremente soluble en cloroformo, y muy soluble en metanol y etanol. Este compuesto no tiene un pKa dentro del intervalo de pH fisiológico [2].

PROPIEDADES FARMACOLÓGICAS Las lipasas gástricas y pancreáticas son enzimas que juegan un papel fundamental en la digestión de las grasas en la dieta. El Orlistat, un derivado semi sintético de la lipstatina, es un inhibidor potente y selectivo de estas enzimas, con poca o ninguna actividad frente a la amilasa, tripsina, quimotripsina y fosfolipasas. Se ejerce su efecto en el tracto gastrointestinal. El compuesto actúa uniéndose covalentemente al sitio activo de los residuos de serina de las lipasas gástricas y pancreáticas [4]. Cuando se administra con alimentos que contienen grasa, el orlistat inhibe parcialmente la hidrólisis de los triglicéridos, reduciendo así la absorción subsiguiente de mono glicéridos y ácidos grasos libres. A dosis terapéuticas (120 mg tres veces al día con las comidas principales) administradas en conjunto con una dieta bien equilibrada, ligeramente hipocalórica, la inhibición de la absorción de grasa (aproximadamente el 30% de la grasa ingerida) contribuye a un déficit calórico adicional de aproximadamente 200 calorías. El Orlistat no produce perturbaciones significativas a los procesos fisiológicos(vaciado gástrico y la acidez, la motilidad de la vesícula biliar, composición de la bilis y litogenicidad) o para el equilibrio sistémico de minerales y electrolitos. Del mismo modo, el orlistat no afecta a la absorción y la farmacocinética de los fármacos con un índice terapéutico estrecho (fenitoína, warfarina, digoxina) o compuestos usados con frecuencia por los pacientes obesos (anticonceptivos orales, gliburida, pravastatina, nifedipino de liberación lenta) [4]

SÍNTESIS DEL COMPUESTO La síntesis de Orlistat se inicia con una reacción “tándem Mukaiyama aldol−lactonization” (TMAL) entre un aldehído y un tiopiridilo acetal de cetena [5]. (Figura 2 ).

Figura 2. Síntesis de Orlistat [5]

MECANISMO DE ACCIÓN El Orlistat es un inhibidor reversible de la lipasas gastrointestinales. Este compuesto ejerce su actividad terapéutica en el lumen del estómago y el intestino delgado mediante la formación de un enlace covalente con el sitio activo del residuo serina de las lipasas gástricas y pancreáticas. Las enzimas inactivadas no tienen la capacidad para hidrolizar la grasa de la dieta o triglicéridos en ácidos grasos y monoglicéridos libres absorbibles. Por lo tanto, como no se absorben los triglicéridos digeridos, el déficit calórico resultante puede tener un efecto positivo sobre el control de peso [2].

ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO

El Orlistat produce rendimiento bajos o concentraciones no detectables en el plasma cuando se administra por vía oral. Para la determinación cuantitativa de orlistat en el plasma humano se ha reportado el uso de técnicas como cromatografía liquida o espectrometría de masas con un bajo límite de detección. Sin embargo el método de cromatografía líquida de alto rendimiento con detección UV se ha desarrollado para la determinación de orlistat de manera satisfactoria. El sistema cromatográfico consiste en una columna C18 Nova-Pack, una fase móvil isocrática de ácido fosfórico al 0,1%-acetonitrilo (10: 90, v / v) y detección UV a 205 nm. El Orlistat se eluye a aproximadamente 6 min con ningún pico de interferencia de excipientes utilizados para la preparación de la forma de dosificación (figura 3). El método es lineal en el rango de 10-160 microgramos/ml de orlistat (R2> 0,9999). Este método se ha aplicado con éxito para la determinación del contenido de orlistat en cápsulas y en estudios de disolución in vitro. [6].

Figura 3. Análisis químico del Orlistat por HPLC [6]

FARMACOCINÉTICA Relación dosis-respuesta La relación dosis-respuesta para el orlistat en voluntarios humanos se muestra en la Figura 3. El efecto es el porcentaje fecal de excreción de grasa. Tanto los datos individuales (círculos abiertos) y la curva de máximo efecto en la predicción para la población (línea continua) (Figura 4). [2]

Figura 4: Relación Dosis-Respuesta de Orlistat en voluntarios humanos En base a la dosis terapéutica recomendada de 120 mg tres veces al día, el orlistat inhibe la absorción de grasa de la dieta en aproximadamente un 30%.

ABSORCIÓN La exposición sistémica del orlistat es mínima. Después de la administración oral de 360 mg de orlistat-C14, la radiactividad en plasma alcanzó su punto máximo en aproximadamente 8 horas, las concentraciones plasmáticas de orlistat intacto estaban cerca de los límites de detección (<5 ng / ml). En los estudios terapéuticos que implican el seguimiento de las muestras en plasma, la detección de orlistat intacto en el plasma fue esporádica y las concentraciones fueron bajas (<10 ng / ml o 0,02 M), sin evidencia de acumulación, y consistente con una mínima absorción [2].

DISTRIBUCIÓN In vitro, el orlistat fue distribuido en más del 99% a las proteínas plasmáticas (la unión a las lipoproteínas y la albumina fueron las proteínas de unión más importantes). El compuesto fue distribuido mínimamente en los eritrocitos [2].

METABOLISMO En un estudio con Orlistat-C14 en pacientes obesos, dos metabolitos, M1 (el producto de la hidrólisis de β-lactona) y M3 (metabolito secuencial después de la escisión de la leucina Nformilo de la cadena lateral de M1), representaron aproximadamente el 42% de la radiactividad total en el plasma, M1 y M3 tienen un anillo de β-lactona abierto por lo que la actividad inhibidora de lipasas es extremadamente débil (1.000 - 2.500 veces menor). En vista de esta actividad inhibitoria baja y los bajos niveles plasmáticos a la dosis terapéutica (26 ng / ml y 108 ng / ml para M1 y M3, respectivamente, de 2 a 4 horas después de una dosis), estos metabolitos se consideran farmacológicamente intrascendente. El principal metabolito M1 tenía una media corta duración (aproximadamente 3 horas), mientras que el metabolito M3 secundario se elimina a una velocidad más lenta (vida media de aproximadamente 13,5 horas) [2].

ELIMINACIÓN

Después de una dosis oral única de 360 mg de orlistat-C14 tanto en pacientes con peso normal como obesos, se encontró que la excreción fecal del medicamento no absorbido es la principal vía de eliminación. El Orlistat y sus metabolitos M1 y M3 también están sujetos a la excreción biliar. Aproximadamente el 97% de la radiactividad administrada se excreta en las heces ; 83% de lo que se encontró que era el orlistat sin cambios. La radiactividad renal total acumulada fue de <2% de la dosis administrada. El tiempo para alcanzar la excreción completa (fecal más urinaria ) fue de 3 a 5 días. La disposición del orlistat parece ser similar entre los pacientes con peso normal y los obesos. En base a datos limitados, la vida media de la orlistat absorbida está en el intervalo de 1 a 2 horas [2].

TOXICIDAD DEL COMPUESTO

TOXICIDAD POR DOSIS ÚNICA Tras la administración oral se estudió en ratones, ratas y perros jóvenes. La toxicidad aguda se considera baja, sin signos de toxicidad después de dosis de 1000 mg/kg (perro, dosis dadas 501000 mg/kg), 2,000 mg / kg (ratas) y 5000 mg/kg (rata, ratón) [3].

TOXICIDAD POR DOSIS REPETIDA

Se estudió la administración oral en ratones (3 meses de duración), ratas y perros (hasta 12 meses de duración). En todas las especies, los signos de toxicidad se relacionan con exageradas respuestas farmacodinámicas al orlistat, es decir, la inhibición de las lipasas gastrointestinales y la inhibición de las lipasas sistémicas en dosis altas. Tanto los roedores como los perros mostraron una mayor ingesta de alimentos sin aumento en la ganancia de peso corporal. En ratas las dosis dadas> 500 mg / kg / d, perturbaciones en el metabolismo de lípidos eran evidentes, por ejemplo, la hipertrigliceridemia, la hiperbilirrubinemia y hipocolesterolemia y histopatología mostró infiltración lipídica en el hígado, corazón, médula ósea y las glándulas suprarrenales. Una reducida absorción de vitaminas liposolubles (A, D3, E) también fue evidente en todas las especies. Durante 24 meses de estudio de carcinogénesis las ratas mostraron un patrón similar de toxicidad. En ratas y perros, la dosis no tóxica después de la administración de 12 meses, fueron 125 y 300 mg / kg / d, respectivamente. En ratas, 25 mg / kg / d durante 12 meses no afectó el metabolismo lipídico [3].

TOXICIDAD EN LA REPRODUCCIÓN

Se estudió con dosis de hasta 400 mg / kg / d y 800 mg / kg / d . Los estudios de fertilidad en ratas no indicaron deterioro en la actividad masculina o las funciones reproductivas femeninas. Tras la administración de orlistat a ratas y conejos durante un período organogenético, no se observó teratogenicidad o embriotoxicidad. Exposición pre y pos natal de la exposición en dichas especies no revelaron ningún adverso en la descendencia [3].

CARCINOGÉNESIS

Se estudió en ratones y ratas el efecto del Orlistat después de 2 años de administración. En estos estudios, no había ningún indicio de potencial neoplásico relacionado con el fármaco [3].

ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS

El Orlistat se introdujo en los Estados Unidos en 1999, tras los estudios clínicos rigurosos y la aprobación de la FDA. Orlistat tiene una extensa historia clínica. Ha tenido 25 millones de pacientes y ha sido estudiado en más de 100 ensayos clínicos controlados [2].

ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS

El Orlistat puede existir en dos formas cristalinas, polimorfos A y B, que tienen similares propiedades físico-química propiedades. El Polimorfo B es el más estable termodinámicamente de los dos polimorfos, por lo cual, es la única forma utilizada en el desarrollo clínico y es la forma que será comercializada. Ambas formas se utilizaron en el programa de toxicidad preclínica, y no hubo diferencias significativas entre los dos polimorfos [3].

La acción farmacodinámica del orlistat se ha estudiado in vitro e in vivo. Los estudios in vitro utilizaron diferentes preparaciones de enzimas obtenidas de mamífero para mostrar el efecto del orlistat. Este compuesto resultó ser un inhibidor de larga duración de una amplia gama de lipasas tri-y di-acilglicerol. Sin embargo, tenía débil o no efecto inhibidor sobre otras enzimas hidrolíticas (por ejemplo, esterasa de acetilcolina, carboxil esterasa de hígado, α-amilasa, tripsina, quimotripsina, fosfolipasa, etc) y tuvo sólo efectos secundarios sobre los pasos posteriores a la absorción de la grasa. La inhibición se determinó principalmente por la concentración del fármaco en la fase lipídica y después de retirar el orlistat, la actividad de la lipasa se restablece rápidamente debido a una secreción continua de enzimas [3].

El uso de modelos animales in vivo demostró que el IC50 varía desde 1,4 (perro) a 67 (ratón) mg / kg de peso corporal o 0.8 (perro) a 2,9 (ratón) mg / g de grasa de la dieta. El efecto inhibidor más alto se observó cuando el compuesto fue disuelto en la grasa de la dieta. La magnitud de la inhibición no cambió durante la administración a largo plazo. Además estudios en modelos animales con obesidad mostraron reducciones dependientes de la dosis, del peso corporal y la grasa corporal. Los estudios in vitro con los dos principales metabolitos humanos (M1, M3) indicaron que existía un efecto muy débil de inhibidores de lipasa. El programa general de la farmacología no indicó efectos adversos en el sistema nervioso central, sistemas cardiovascular, gastrointestinal o inmunológico o sobre el metabolismo de la lipasa sistémica tras dosis que fueron considerados terapéuticamente relevantes [3].

La farmacocinética del Orlistat se estudió en ratones, ratas, conejos y perros, las principales especies utilizadas en el programa preclínico. En todas las especies, la absorción después de la administración oral de Orlistat marcado con C14 fue baja (1-22% dependiendo de la formulación y el estado de alimentación). La unión a la albúmina y las lipoproteínas fue alta (> 99%) en todas las especies, incluyendo los seres humanos. Estudios de distribución realizados en ratas que recibieron dosis orales de orlistat radiomarcado, mostraron los niveles más altos de radiactividad en el hígado y riñón después de una sola dosis. Después de 30 días la administración oral repetida, una acumulación de tejido se observó en el hígado, riñón y grasa. En ratas embarazadas, ninguna transferencia placentaria relacionada con el fármaco se observó en los tejidos fetales. La excreción en la leche no ha sido estudiada [3]. La fracción de orlistat que se absorbe sufre un amplio metabolismo, el cual tiene un patrón similar en las especies animales y los seres humanos estudiados. La mayor parte de la dosis de orlistat fue excretada en las heces (85-99% en ratas y perros). La parte restante de la dosis se excreta en la cantidades aproximadamente iguales a través de la orina y la bilis. El balance de excreción fue similar después de 2 años de la administración de orlistat en ratas. En general, el perfil farmacocinético de orlistat fue similar en las especies animales usadas para la seguridad de la evaluación y en los seres humanos. Datos toxicocinéticos de los animales que recibieron dosis altas en los estudios de toxicidad mostraron que la exposición sistémica a orlistat y los dos principales metabolitos humanos (M1 y M3) fueron mayor que la de los humanos que recibieron dosis terapéuticas [3].

ESTUDIOS CLÍNICOS

Los estudios clínicos realizados fueron a doble ciego, comparativos (placebo contra dosis diferentes), aleatorizados, los ensayos multicéntricos como objetivo para evaluar la eficacia de orlistat combinado con una dieta hipocalórica en la reducción de peso y prevención de recuperar peso. Los efectos sobre los factores de riesgo de obesidad (lípidos, presión arterial, glucosa en ayunas y la insulina), la vitamina, los niveles y la excreción de grasa fecal fueron explorados como criterios secundarios de eficacia (figura 5) [3].

Figura 5. Principales características de los estudios clínicos [3]

Farmacodinámica Orlistat pertenece a una nueva clase de agentes farmacológicos. Su mecanismo de acción es a través de la inhibición de la acción de la lipasa gastrointestinal, alterar el metabolismo de los lípidos en el lumen intestinal y prevención de la absorción. Diecinueve ensayos de fase I se llevaron a cabo con el fin de estudiar el mecanismo de acción del orlistat en los seres humanos. Se midió el grado de inhibición de absorción de grasa de la dieta mediante la excreción de grasa fecal en un meta-análisis retrospectivo de base poblacional. La actividad inhibitoria es dependiente de la dosis, con aproximadamente 30% de inhibición a la dosis de 120 mg, alcanzando niveles alrededor de 35% de inhibición después de dosis mayores de 400 mg tres veces al día. En los ensayos clínicos, la excreción de grasa fue de aproximadamente 2,6 g/24 h en el día 1 en comparación con el 23 g/24 h después de 1 año de tratamiento con orlistat 120 mg tres veces al día [3]. El efecto de la droga en el colon, debido al exceso de grasa en las heces, se investigó en 12 pacientes obesos durante 6 semanas de tratamiento con 120 mg tres veces al día y ningún aumento en la proliferación celular fue observado. La fisiología hepatobiliar se estudió extensamente en ensayos de fase I ya que el fármaco fue detectado en la bilis, incluso en pequeñas cantidades, sin embargo no se vio afectada por el orlistat. Al igual que en experimentos con animales, la absorción sistémica de orlistat es de 10% o más cuando se tomo el medicamento con alimentos [3]. Farmacocinética La farmacocinética se investigó en 31 estudios clínicos y se agregó otra fase adicional (Fase I, II y III) en las que se midieron las concentraciones de orlistat. El fármaco se absorbe a un grado mínimo, con una C max en sangre de <5 ng / ml. La droga es ampliamente afín a las proteínas plasmáticas,> 99%. La biodisponibilidad absoluta no se ha calculado debido a la falta de una formulación intravenosa aceptable para uso humano. El fármaco se excreta en la orina (1,1 4,1% de la dosis) y extensamente en las heces (> 96% de la dosis total y el 83% de la dosis sin cambios) [3]. La concentración biliar de orlistat alcanzan hasta 43 ng / ml, es decir mucho más alta que las concentraciones plasmáticas. La vida media de eliminación para el orlistat, aunque no se mide con precisión debido a las bajas concentraciones de plasma, se estimó en <2 h; más del 95% de la dosis administrada se eliminó el plazo de 2-3 días. El efecto de orlistat en poblaciones especiales (pediátrica, ancianos, insuficiencia hepática y renal) no fue investigado por la baja exposición sistémica del fármaco. No hay datos sobre la secreción en la leche materna y, por lo tanto, este fármaco lipofílico debe estar contraindicado en madres lactantes [3].

PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN

El proceso de fabricación del orlistat implica la granulación, extrusión, esferonización, secado, lubricación y encapsulación.

CONTROL DE MATERIALES INICIALES

El Orlistat es un polvo cristalino de color blanco a blanquecino polvo cristalino. Es una sustancia lipofílica con muy baja solubilidad en agua dentro del intervalo de pH fisiológico. Se han encontrado dos formas polimórficas, A y B. En teoría dieciséis estéreo isómeros son posibles, a causa de los cuatro centros quirales. En la fase temprana del desarrollo, la ruta sintética se desarrolló a partir de una síntesis de "alfa-pirona" para una síntesis "delta-lactona" [3].

Finalmente el orlistat, como destino comercial, se sintetiza en un proceso de 5 pasos usando una ruta estéreo selectiva controlada (es decir, la síntesis "de la dihidropirona") para asegurar una producción consistente de sólo uno de los posibles estéreo isómeros en la forma física deseada, B. La toxicidad preclínica mostró que no había diferencias significativas entre los dos polimorfos. Cuatro intermedios se aíslan y se controlan en este proceso. Especificaciones de los materiales de partida, control durante el proceso de los intermediarios clave y especificaciones de liberación aseguran la calidad y la estéreo especificidad de la síntesis [3].

SUSTANCIA ACTIVA

El Orlistat es probado y distribuido de acuerdo con una monografía de la casa. La especificación de la sustancia activa incluye pruebas para la caracterización, la identidad, pureza, ensayo, disolventes residuales, agua, cenizas sulfatadas, metales pesados y otros. Todas las impurezas orgánicas potenciales se detectan usando la sistemas de cromatografía combinada, HPLC / GC. Los límites de las especificaciones propuestas se basan en los datos obtenidos a escala piloto y en lotes clínicos así como en los estudios de seguridad. Los resultados de estos lotes confirman una calidad consistente [3].

OTROS INGREDIENTES

Las cubiertas de las cápsulas contienen excipiente comúnmente utilizados. Los contenedores estándar propuestos son envases tipo blister de PVC / aluminio, y botellas de vidrio de color ámbar equipados con un cierre de rosca de plástico y que contienen una unidad desecante. Verificaciones esenciales han sido realizadas para todos los materiales y los resultados de las pruebas han sido satisfactorias [3].

PRUEBAS DE CONTROL EN EL PRODUCTO TERMINADO

La especificación incluye las pruebas estándar, la identificación de la sustancia activa (HPLC), ensayo, la determinación de impurezas de degradación (HPLC-sistema I), ensayo de disolución, y una prueba microbiana periódica. La especificación de disolución límite es del 75% (Q) después de 45 minutos. Los límites para el total de los productos de degradación están configurados para 0,5% en el lanzamiento y el 2,0% en la vida útil. La especificación propuesta anteriormente para el control del producto acabado debe ser adecuado para la evaluación y consistencia de lote a lote [3].

ESTABILIDAD DEL PRODUCTO

La estabilidad de la sustancia activa, el orlistat, obtenida a partir de diferentes fuentes se ha investigado en condiciones de estrés, así como en condiciones aceleradas y largo plazo. Los resultados de la estabilidad muestran que un período de re-prueba de tres años es aceptable cuando las muestras se almacenan por debajo de 30 ° C en bolsas de polietileno de baja densidad (LDPE) en bidones metálicos cerrados gaseados con nitrógeno. Sin embargo, los estudios de estabilidad a largo plazo, sin desgasificación, están en marcha. Mientras tanto el orlistat se almacena en bolsas de polietileno de baja densidad dentro de tambores de acero cerrados gaseados con nitrógeno [3].

FORMULACIONES

INDICACIONES

Orlistat está indicado para tratar la obesidad, incluyendo la pérdida y mantenimiento de peso cuando se utiliza junto con una dieta baja en calorías. Este fármaco está indicado para los pacientes obesos con un índice de masa corporal (IMC) ≥ 30 kg / m² o ≥ 27 kg / m² en la presencia de otros factores de riesgo (por ejemplo, hipertensión , diabetes , dislipidemia, etc) [2].

DOSIS Y ADMINISTRACIÓN

La dosis recomendada de Orlistat es una cápsula de 120 mg tres veces al día con cada comida principal que contenga grasas (durante o hasta 1 hora después de la comida). El paciente debe seguir una dieta nutricionalmente equilibrada baja en calorías. La ingesta diaria de grasa, carbohidratos y proteínas debe distribuirse entre las tres comidas principales. Si una comida de vez en cuando se toma o no contiene grasas, entonces la dosis de puede ser omitida [2]. Debido a que ha demostrado que este compuesto reduce la absorción de algunas vitaminas liposolubles y beta-caroteno, los pacientes deben ser aconsejados para tomar un complejo multivitamínico que contenga vitaminas solubles en grasa para asegurar una adecuada nutrición. El suplemento de la vitamina se debe tomar por lo menos 2 horas antes o después de la administración del Orlistat. Las dosis superiores a 120 mg tres veces al día no han demostrado proporcionar beneficios adicionales [2].

FORMAS FARMACEUTICAS Y CONCENTRACIONES

Xenical es una cápsula de color azul oscuro o turquesa, de gelatina dura que contienen gránulos de polvo. XENICAL 120 mg Cápsulas: azul oscuro, de dos piezas, cápsula No. 1 opaca de gelatina dura impresa con Roche y Xenical 120 con tinta de color azul claro - botella de 90 (NDC 0004-025652). XENICAL 120 mg Cápsulas: turquesa, de dos piezas, cápsulas No. 1 opacas de gelatina dura impresa con ROCHE XENICAL 120 y en tinta negro - botella de 90 (NDC 0004-0257-52).

ALMACENAMIENTO Y MANEJO

Almacenar a 25 ° C (77 ° F), se permiten variaciones de 15 ° a 30 ° C (59 ° a 86 ° F). Mantenga el envase bien cerrado. Y no debe utilizarse después de la fecha de vencimiento determinada [2].

REFERENCIAS

[1] Crenier L, Sternon J. (1999). [Orlistat (Xenical)]. Service d'Endocrinologie, Hôpital Erasme et C.U.M.G.-U.L.B.Rev Med Brux. 20(3):159-63. Recuperado el 30 de Septiembre de 2013 de: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10429540 [2] FDA. (2013). Xenical, Orlistat Capsules. Roche. Recuperado el 30 de Septiembre de 2013 de: http://pharmacycode.com/fda/Orlistat [3] European Medicines Agency. (2003). Scientific discussion for the approval of Xenical. Recuperado el 30 de Septiembre de 2013 de: http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/EPAR__Scientific_Discussion/human/000154/WC500058424.pdf [4] Guerciolini, R. (1997) Mode of action of orlistat. Division of International Clinical Research, Hoffmann-La Roche, Inc., Nutley, NJ, USA. Int J Obes Relat Metab Disord. 21 Suppl 3:S12-23. Recuperado el 30 de Septiembre de 2013 de http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9225172. [5] Ma, G., Zancanella, M., Oyola, Y., Richardson, R., Smith, J., & Romo, D. (2006). Total synthesis and comparative analysis of orlistat, valilactone, and a transposed orlistat derivative: Inhibitors of fatty acid synthase. Organic Letters, 8(20), 4497-4500. Recuperado el 30 de Septiembre de 2013 de: http://0-pubs.acs.org.millenium.itesm.mx/doi/pdf/10.1021/ol061651o [6] Souri, E., 1), Jalalizadeh, H,. Kebriaee-Zadeh, A., Zadehvakili, B. (2007). HPLC Analysis of Orlistat and Its Application to Drug Quality Control Studies.Chem Pharm Bull. 55(2):251-4. Recuperado el 30 de Septiembre de 2013 de: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17268098

CATEQUINAS

Las catequinas son el mayor tipo de flavonoides en el crecimiento de las hojas de té. Las catequinas constituyen aproximadamente el 25% del peso seco de la hoja de té fresco.

Biotecnología de Nutracéuticos y Fármacos Dr. Daniel Alberto Jacobo Velázquez Equipo 4 Ma-Ju 7:30 30 de Septiembre 2013

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 3 CLASIFICACÌON DEL COMPUESTO, EN BASE A SU ESTRUCTURA Y PROPIEDADES .............................................................................................................. 3 Clasificación ............................................................................................................... 3 Estructura Química ................................................................................................... 4 Propiedades nutraceúticas .................................................................................... 5 BIOSÍNTESIS DEL COMPUESTO EN LA PLANTA ...................................................... 6 MECANISMO DE ACCIÓN ........................................................................................ 7 ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO ................................................................... 8 FARMACOCINÉTICA ................................................................................................ 10 Absorción................................................................................................................... 10 Distribución ............................................................................................................... 10 Metabolismo ............................................................................................................. 10 Excreción ..................................................................... ¡Error! Marcador no definido. TOXICIDAD DEL COMPUESTO ................................................................................ 11 ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS ................................................................. 12 PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN ........ 13 FORMULACIONES ...................................................................................................... 14 Tegreen 97 de pharmanex® ................................................................................ 15 Te verde de natrol ® ............................................................................................... 16 REFERENCIAS ............................................................................................................. 17

INTRODUCCIÓN El té tiene uno de los más altos contenidos de flavonoides entre los alimentos comunes y bebidas. La composición del té puede variar según la especie, el medio de cultivo, la estación del año y edad de la planta [1]. Por otra parte, el contenido de compuestos fenólicos de la bebida también depende del modo de preparación, en función de la bebida de la cantidad de producto empleada, la temperatura del agua y el tiempo de función [2]. Sin embargo, es el té verde el que contiene mayor cantidad de derivados polifenólicos gracias a su método de fabricación: las hojas no son sometidas a un proceso de fermentación, por lo que contienen mayor cantidad de antioxidantes. Entre los flavonoides en el té verde, destacan las catequinas como componente mayoritario [1]. Las catequinas son el mayor tipo de flavonoides en el crecimiento de las hojas de té. Las catequinas constituyen aproximadamente el 25% del peso seco de la hoja de té fresco y están presentes en casi todos los tés de Camellia sinensis, el té negro, el té verde, el té negro y el té Oolong. En el té verde, las catequinas representan un 80-90% de los flavonoides, mientras que en el té negro esta proporción es de 20-30% [1]. Se estima que una taza de hojas té verde (preparada a partir de 2,5 g de té/200 ml de agua) puede contener 89 mg de galato de epigalocatequina (EGCG) [2], el cual posee actividad contra el cáncer por los mecanismos de inhibición de la activación metabólica de carcinógenos y tiene efectos positivos contra la obesidad gracias a que ayuda a reducir los triglicéridos y las concentraciones de colesterol total en la sangre, además de inhibir la acumulación de grasa corporal [3].

CLASIFICACÌON DEL COMPUESTO, EN BASE A SU ESTRUCTURA Y PROPIEDADES

CLASIFICACIÓN Las catequinas pertenecen a los compuestos polifenólicos, los cuales, según su estructura química se pueden clasificar en compuestos extraíbles o no extraíbles. Los compuestos extraíbles además pueden dividirse en estructuras simples como son los ácidos fenólicos que a su vez pueden encontrarse libres o esterificados, en flavonoides y en otras estructuras mucho más complejas. En particular, las catequinas son compuestos polifenólicos extraíbles de origen vegetal pertenecientes a la familia de los flavonoides y del subgrupo Flavonoles (Flavan-3-ols) [4]. De las cuales, se han definido ocho catequinas diferentes, siendo las mayoritarias el (-)galato de epigalocatequina (EGCG) y (+)-galocatequina (GC), que representan el 51,8% de las ocho catequinas [1].

Tabla 1. La tabla muestra, según solubilidad, los compuestos de origen vegetal más comunes pertenecientes a la subfamilia de los flavonoles.

ESTRUCTURA QUÍMICA Las catequinas (flavanoles) tienen dos núcleos fenólicos (A y B) que están unidos por tres átomos de carbono que forman parte, junto con un átomo de oxígeno, del anillo C. Los carbonos 2 y 3 del anillo C son asimétricos y según la posición espacial de los sustituyentes del C3 las catequinas pueden ser enantiómeros (+) o (-) [5] (Figura 1).

Figura 1. La figura muestra la estructura 2-D de la catequina, además de sus características moleculares (Recuperado de CSID: 8711, http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.8711.html)

La catequina se encuentra disponible en dos isómeros, donde la catequina es el isómero trans y epicatequina es el isómero cis, mientras que la hidroxilación de la epicatequina es la epigalocatequina. Ambas epicatequinas y epigalocatequinas pueden acetilarse con ácido gálico para formar galatos. Las dos moléculas que contienen fracciones de ácido gálico (EGCG y ECG) comparten propiedades que no son vistas en los otros dos (EGC, EC y C) (Figura 2); esto es porque las fracciones de ácido gálico contribuyen a la estructura-función de la molécula [6].

Figura 2. El esquema muestra el enantiomerismo y las acetilaciones de la catequina [6].

PROPIEDADES NUTRACEÚTICAS Los efectos terapéuticos del té verde pueden resumirse en los siguientes aspectos: 1) refrescante y excitante, 2) diurético, 3) preventivo de caries dentales, 4) acción antiinflamatoria y bacteriostática, 5) reducción de la hipertensión y el nivel de glucosa en sangre, 6) reducción de los lípidos en sangre y efecto de control de la arteriosclerosis, 7) retarda la senectud, 8) protector de las radiaciones, 9) anti carcinogénico y antimutagénico y 10) neutralizador del estrés oxidativo. En el té verde se encuentran 4 catequinas principales: Galato de epigalocatequina (EGCG), que representa, aproximadamente, el 59 % del total de las catequinas, (-) Epicalocatequina (EGC), que supone el 19% del total, Galato de (-) epicatequina (ECG), en una proporción próxima al 13,6 % del total, (-) Epicatequina (EC), que representa el 6,4% del conjunto de las catequinas y en una menor proporción se pueden encontrar la catequina (C) y la catequina galato (CG) [2]. Las catequinas del té verde (CTV) son compuestos polifenólicos presentes en las hojas secas de la planta Camellia sinensis. Los resultados de un número de ensayos han demostrado que el consumo de CTV (270 mg a 1200 mg / día) puede reducir el peso corporal y la grasa. Hay varios mecanismos propuestos mediante el cual CTV puede influir en el peso corporal y la composición. La hipótesis predominante es que CTV influye en la actividad del sistema nervioso simpático (SNS), aumentando el gasto de energía y la promoción de la oxidación de la grasa. La cafeína, presente de forma natural en el té verde, también influye en la actividad del SNS, y puede actuar sinérgicamente con los CTV para aumentar el gasto energético y la oxidación de grasas. Otros posibles mecanismos incluyen modificaciones en el apetito y la sobreregulación de las enzimas implicadas en la oxidación de la grasa hepáticas [7].

BIOSÍNTESIS DEL COMPUESTO EN LA PLANTA En las semillas de té, los flavan-3-oles son producidos mediante una vía naringenina-chalcona → naringenina [8]. En particular, la biosíntesis de catequina comienza con 4-CoA hydroxicinnamoyl que se somete a una extensión por la adición de tres malonil-CoA a través de una vía de PKSIII. 4-hidroxicinnamoyl CoA se biosintetiza a partir de L-fenilalanina a través de la vía de Shikimato. L-fenilalanina se desamina primero por la fenilalanina amonio liasa (PAL) formando ácido cinámico el cual se oxida a continuación a ácido 4-hidroxicinámico por cinamato 4-hydroxilasa. La Chalcona sintasa cataliza entonces la condensación de 4hydroxicinnamoyl CoA y de tres moléculas de malonil-CoA para formar chalcona. La chalcona se isomeriza a continuación a naringenina por la chalcona isomerasa que se oxida a eriodictiol por flavonoide 3'-hidroxilasa. Este después se oxida aún más a taxifolina por flavanona 3hidroxilasa. La Taxifolina se reduce por dihidroflavanol 4-reductasa y por leucoantocianidina reductasa para producir catequinas [9] (Figura 3).

Figura 3. El esquema muestra la biosíntesis de catequina.

MECANISMO DE ACCIÓN La obesidad es consecuencia del aumento de tejido adiposo debido a dos factores: el aumento en el tamaño del adipocito (hipertrofia) y el incremento en su número (hiperplasia). Parece ser que las catequinas del té consiguen interrumpir ambos procesos comportándose como agentes antiproliferativos e inhibidores de la diferenciación adipocitaria. Se ha demostrado que cuatro catequinas del té verde son efectivamente capaces de evitar la diferenciación de adipocitos y preadipocitos tras un estímulo pro-diferenciación [10] [11]. Los mecanismos por los que actúa el té verde es a través de la supresión de múltiples factores de transcripción involucrados en la diferenciación de adipocitos como PPAR-gamma2, SREBP1c y C / EBP-α, así como la reducción de los niveles del ciclo celular regulador de Cdk2 y Fox01 [11] [12][[13]. Así mismo, se ha comprobado que la EGCG disminuye la solubilización micelar del colesterol a nivel intestinal, por lo que disminuye su absorción, a la vez que mejora la función endotelial, protege a las LDL frente a la oxidación y aumenta los niveles de lipoproteínas de alta densidad (HDL). Ya que el consumo diario de té verde reduce el colesterol total en 7.2 mg/dl y el colesterol malo LDL en 2.19 mg/dl debido a las catequinas, que limitan e impiden la absorción de grasas en el intestino, impidiendo además la transformación del colesterol LDL a su forma oxidada [14]. El té verde, a través de su componente de EGCG (y, posiblemente, otros flavonoides presentes) es capaz de inhibir parcialmente la enzima sintasa de ácidos grasos [15], siendo esta la única enzima responsable de la lipogénesis de novo [16]. Por otra parte, el polifenol EGCG del té ha mostrado tener un efecto inhibitorio sobre la Acetil-CoA carboxilasa, la cual es esencial para la biosíntesis de ácidos grasos. Las catequinas presentes en él te verde son capaces de inhibir ciertas enzimas como la COMT (catecol o-metiltransferasa) que transfiere grupos metilo y evita la degradación de neurotransmisores que estimulan la quema de grasas. Esto provoca que la unión a los receptores de los adipocitos sea más prolongada y por lo tanto aumentaría la lipogénesis así como la oxidación de ácidos grasos; es por ello que se considera que los extractos del té verde, ricos en catequinas, tienen propiedades termogénicas, al incrementar el gasto de energía y la oxidación de grasa en personas. Siendo así, dosis altas de té verde (945 mg) son capaces de incrementar el consumo de oxigeno durante el ejercicio y la oxidación de las grasas [17]. Esto es porque el té verde afecta a la termogénesis a través de su actuación sinérgica con su contenido de cafeína. Se ha demostrado que la adición de 300 mg de EGCG a 200 mg de cafeína puede aumentar la respuesta térmica a los alimentos aún más que 200 mg de cafeína sola [18], ya que la cafeína es capaz de aumentar los niveles de noradrenalina en el cuerpo, que es sinérgica con la capacidad del EGCG para inhibir la enzima catecol-o-metil transferasa (COMT) [19], que degrada las catecolaminas como la noradrenalina [20] y metila polifenoles. El resultado final son mayores niveles de catecolaminas inducidos por la cafeína, y este sinergismo parece ser equipotente a varias dosis de EGCG solo [21].

ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO De manera general, para el análisis cuantitativo de catequinas, los principales sistemas solventes utilizados en HPLC analítico incluyen gradientes de elución binarios y ocasionalmente eluciones isocráticas. En ambos modos de elución, se han utilizado soluciones acuosas de los ácidos acético, fórmico o fosfórico, con metanol (MeOH) o acetonitrilo (ACN) como modificadores orgánicos. Las características físicoquímicas de estos últimos dos solventes, como la fuerza y la viscosidad presentan una importante influencia sobre la separación cromatográfica. Se ha observado que el ACN otorga una mejor resolución permitiendo ver picos más definidos en comparación con el MeOH, sin embargo, este último es preferido debido a su menor toxicidad, mayor disponibilidad y producción sostenible. Es conocido también que el pH y la fuerza iónica de la fase móvil influencian la retención de los analitos en la columna, dependiendo de la ocurrencia de los fenómenos de protonación, disociación o disociación parcial. Un cambio en el pH que incremente la ionización de una muestra, puede reducir su retención en una separación en fase reversa [22]. En un estudio publicado por Prat (2011), se determinó el contenido de las catequinas EGCG, EGC, EC, C y CG en diferentes cultivares de té elaborados como té verde Sencha, durante tres épocas de zafra. Para ello, se empleó una cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) con elución isocrática. Para ello se utilizó un cromatógrafo líquido junto con un detector UV (195-350 nm), calibrado a 280nm. Se utilizó una columna fase reversa de 250 mm x 4 mm y un volumen de inyección de 5 μL. La fase móvil A fue 95,45: 4,5: 0,05 (H2O apirógena/acetonitrilo (HPLC)/ácido fosfórico) mientras que la fase móvil B fue 49,45: 50: 0,05 (H2O apirógena/acetonitrilo (HPLC)/ácido fosfórico). La fase móvil de trabajo fue A/B (70:30) con un flujo de 1.0mL/minuto a una temperatura ambiente (25° C ± 1) [2]. Para la curva de calibración se utilizó la misma fase móvil A/B(70:30), con los estándares provistos por Sigma Chemical Co. de epigalocatequina-3-galato (EGCG):(E-4143), epigalocatequina (EGC):(E-3768), epicatequina (EC): (E-4018), catequina (C):(C-0567), catequina galato (CG): (C-0692) y cafeína: (C-8960), los cuales fueron disueltos en una solución 95/5, agua/metanol (HPLC), en las siguientes concentraciones EGCG 300 mgL-1, EGC 850 mg L1, EC 250 mg L-1, C 200 mg L-1, CG 250mg L-1 y cafeína 200 mg L-1. Los contenidos de catequinas determinados se estudiaron por análisis de varianza (P<0,05) y se investigaron las diferencias entre cultivares y la población control, épocas e interacciones [2]. Para la identificación de las catequinas se tomaron los tiempos de retención de cada compuesto; para la determinación de su cantidad se tomó como referencia el área de los picos obtenidos con la inyección de 5 μL de la solución con la mezcla de estándares. A continuación puede observarse en la curva de calibración de los estándares (Figura 4) que la misma responde según el orden de aparición de cada compuesto y su tiempo de retención. De acuerdo a la gráfica, se observa que existe una gran variabilidad en el contenido de catequinas no oxidadas presentes entre los distintos cultivares (Figura 5).

Figura 4. Cromatograma de la mezcla de estรกndares [2].

Figura 5. La figura muestra el cultivar CH al inicio de zafra (a) y el cultivar CH 112 al inicio de zafra (b) [2].

FARMACOCINÉTICA

ABSORCIÓN La biodisponibilidad varía ampliamente entre los polifenoles y entre las fuentes dietéticas, dependiendo del compuesto. Los polifenoles que mejor se absorben en el ser humano son las isoflavonas y el ácido gálico, seguido de catequinas, flavanones, y glucósidos de quercetina, cada uno con diferentes cinéticas. La absorción se cree que se produce a través del intestino delgado debido a que se cree que la degradación bacteriana en el colon degrada los flavonoides en ácidos fenólicos más pequeños [23]. Sin embargo, la absorción intestinal (biodisponibilidad) de las catequinas del té verde es considerado relativamente bajo, pues este va desde 1,68% [24] hasta 13% en ratones [25]. Esta bajo porcentaje se debe a la estructura física de las catequinas (polifenoles altamente hidroxilados), que forman una gran capa de hidratación absorbiéndose así a través de la difusión paracelular [26]. Además, la administración oral de EGCG es menos eficaz que la intraperitoneal (debido a que en el tracto gastrointestinal la EGCG puede sufrir degradaciones, interacciones y a que la absorción es menos eficaz) [27]. DISTRIBUCIÓN Tras el consumo de té verde en humano, los flavonoides y compuestos fenólicos sufren metilación, sulfatación y glucuronidación después de la ingestión, con reacciones que se producen en el intestino delgado y grueso y en células hepáticas. En un estudio se demostró la presencia de doce metabolitos en el plasma, estos estaban en forma de conjugados de Ometilados, sulfatados y glucurónido de (epi) catequina y (epi) galocatequina junto con los flavan-3-oles (-) epigalocatequina-3-O -galato y (-)-epicatequina-3-O-galato del té verde. Parece ser que los flavonoides no metabolizados son absorbidos sólo en raras ocasiones con cantidades traza de (-)-epicatequina-3-O-galato y de (-)-epigalocatequina-3-O-galato los cuales aparecen en el sistema circulatorio pero no en la orina [28].

METABOLISMO

Estudios recientes han indicado que tras el consumo, las catequinas del té son metabolizadas y circulan como derivados sulfatados, metilados o glucuronizados. Ácido 4- hidroxibenzoico, ácido 3,4-dihidroxibenzoico, ácido 3-metoxi-4-hidroxi-hipúrico y ácido 3-metoxi-4hidroxibenzoico son los metabolitos principales catequinas que se encuentran en los seres humanos después del consumo de infusiones de té verde [28]. Algunos, pero no todos los metabolitos y productos de degradación de colon aparecen transitoriamente en el plasma, estos son aparentemente tratados por el cuerpo como xenobióticos y por ello son eliminados

rápidamente del torrente sanguíneo. Como consecuencia, mientras que el análisis del plasma proporciona información valiosa sobre la identidad, los valores de Cmax y T de los metabolitos circulantes después del consumo de Té verde no proporcionan evaluaciones cuantitativas precisas de la absorción desde el tracto gastrointestinal. Así mismo, análisis de orina después de consumo de té verde indica que algunos de los catabolitos del colón entran en la circulación y son sometidos a un metabolismo adicional antes de ser excretados en la orina [28].

EXCRECIÓN

Diferentes estudios han demostrado que los polifenoles, tanto como si se toma infusión de té o extracto de catequinas, presentan efectos indirectos a nivel gastrointestinal y un efecto directo sobre diferentes tejidos, ya que se han encontrado polifenoles en sangre, orina, saliva y heces tras su ingesta (27-29). En particular, las catequinas Epicatequina (EC) y Epigalocatequina (EGC) del té verde se excretan en la orina, ya que sus conjugados séricos son solubles en agua [29]. Se afirma que los flavan-3-oles producen su propio espectro único de catabolitos de colon que se excretan en la orina en grandes cantidades, correspondientes al 83%, después de beber té verde [28]. Uno de estos, un metabolito urinario conocido como polihidroxifenil- γ-valerolactonas, que se producen a partir de la microflora del colon, también se excreta en la orina después del consumo de té verde [30], por lo que es posible que las catequinas no absorbidas todavía puedan ser bioactivas no sólo en el colon, pero también como valerolactonas.

TOXICIDAD DEL COMPUESTO En forma de suplemento, hasta 800 mg de catequinas de té verde se consideran seguras para su consumo [31] [32] [33] [34]. En un estudio se encontró que 1.200 mg de EGCG en una sola dosis fue bien tolerado, pero se asoció con un significativo aumento en el número de náuseas que los otros grupos de dosificación de 800 mg y 400 mg [10]. Dosis individuales de EGCG se pueden tolerar hasta 1600 mg [180]. En su consumo líquido, “no hay reportes de toxicidad clínica”. En los seres humanos, la dosis máxima tolerada es de alrededor de 4.2g/m2 una vez al día, o 1.0g/m2 tres veces al día. [35] De acuerdo a la lectura de área de superficie corporal (BSA) que se correlaciona con el volumen de sangre, [36] y el uso de la fórmula DuBois [37] un hombre adulto de altura de 178cm aproximadamente y de 68 kilos de peso podría sufrir de toxicidad aguda por un consumo diario de suplemento de extracto de té verde de 7.9 g, aunque este estudio fue influenciado por el contenido de 7% de cafeína de los suplementos.

ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS

Estudios pre-clínicos Estudios Longevidad Las catequinas del té verde se han asociado con un incremento de hasta el 6% en la esperanza de vida en la cepa C57BL /6 de ratones [38] [39] aunque la vida máxima no cambió; la dosis fue de 80 mg / L de catequinas en agua potable [39]. En un experimento animal en el que se administró una dosis de té verde de 2g/kg de alimentos a los sujetos de prueba de 4 meses de edad de forma continua hasta su muerte, se determinó que el uso prolongado no influía significativamente en la duración de su periodo de vida; aunque parecía reduce las tasas de mortalidad en el tiempo de vida media en las hembras [40].

Referencias

[38] [39]

[40]

Efecto antioxidante En un modelo de represión vegetal, donde todos los flavonoides fueron removidos de la dieta, se observó que un consumo de 18.6mg de catequinas de té verde es capaz de incrementar la capacidad sistémica antioxidante tras la ingestión de alimentos; sin embargo, el potencial antioxidante en ayunos no mostro cambios, por lo que las catequinas de té verde parecen tener efectos transitorios [41]. Estos efectos transitorios pueden tener una duración de hasta 6 horas. Después de la administración de té verde, el incremento en la potencia antioxidante se correlacionó con el ácido úrico [42].

[41]

[42]

Estudios Clínicos Estudios Obesidad Cuando se administra a los seres humanos, el té verde tiene resultados mixtos. Algunos estudios no muestran diferencias entre el grupo control y el grupo experimental en lo que respecta a la oxidación de grasas [43] mientras que otros estudios muestran diferencias significativas [3]. En los estudios donde los efectos no muestran significancia estadística, hay personas que tienen resultados relevantes clínicamente (por ejemplo, 2% aumentó el gasto de energía calórico con 600 mg de EGCG) [44]. Las inconsistencias en la oxidación de grasas pueden ser debido a las diferencias individuales, tales como la tolerancia a la cafeína; entre más bajo sea la tolerancia a la cafeína, más efectivo son las catequinas del té verde sobre la pérdida de grasa [45] [46]. Al mirar a los estudios a largo plazo y la pérdida de grasa total (en lugar de la oxidación de grasa, que es la tasa de

Referencias

[43] [3] [44] [45] [46]

[47]

pérdida) las catequinas del té verde se asocian con una pérdida de peso de 1,2 kg en 90 días con un suministro de 886mg al día. [47] Cuando se combina con el ejercicio, las catequinas del té verde se asocian con una pérdida de peso 2,2 kg en los obesos en un programa de ejercicios durante 12 semanas donde el grupo control perdió 1 kg. [48] Un meta-análisis reciente observó que, en promedio, el extracto de té verde era causante de la pérdida de aproximadamente 1,27 kg de peso con un registro mayor de peso en aquellos que no consumen habitualmente cafeína. [49] Cuando se toma con una comida, no parece haber ningún cambio en la tasa metabólica del té verde (aunque la tendencia hacia la significación), pero una mayor proporción de la energía proviene de la grasa de la dieta en lugar de hidratos de carbono después de una dosis de 300 mg de EGCG 300 [50]. Esta mayor tasa de oxidación de grasas no parece ocurrir durante el ejercicio a dosis bajas (270 mg) [89]. Así mismo estudios reportan que el té verde pierde su eficacia como agente de la quema de grasa en condiciones de una dieta alta en proteínas, ya que hay menos hidratos de carbono para bloquear, ya que el té verde parece inhibir la digestión de carbohidratos [52].

[48] [49]

[48] [50] [51] [52]

PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN

Para producir polvos de hojas de viejas de té verde con cafeína, las hojas fueron separadas del tallo y después las hojas fueron expuestas a vapor por 30 s para inactivar la oxidación enzimática (steaming). Se prosiguió con calentamiento a 80⁰ C for 4 horas en un horno para obtener las hojas secas de té verde (oven drying). Tras esto, las hojas se pusieron a través de una serie de pasos incluyendo molienda, fermentación, centrifugación, filtrado y secado para producir polvos de hojas de viejas de té verde con cafeína [53] (Figura 6). Es común que las catequinas se aíslen de una solución concentrada en forma de sólido, ya sea por secado de atomización o bien por cristalización [54]. Con el fin de maximizar la eficiencia de la extracción de catequinas y el uso eficiente del agua, las condiciones óptimas de extracción fueron basadas en un estudio anterior (Vuong et al., 2011). Con el uso de un mezclador, las hojas de té secas se molieron en partículas <1 mm y se fermentaron dos veces en agua a 80⁰ C durante 30 min (grinding), la primera vez a una relación de agua-té de 12:1 ml / g y la segunda vez en una proporción agua-té de 8:1 ml / g (brewing). Los dos extractos se combinaron y se filtraron a través de una gasa para eliminar hojas hidratados (filtering). Tras esto, se centrifugó a 3000xg durante 5 minutos para eliminar partículas coloidales (centrifugation) y finalmente se filtró a través de un papel filtro de 90 mm (filtering) antes de secar por congelación (freeze drying) o secar por pulverización (spray drying). Para el secado por congelación, las soluciones de té se congelaron con nitrógeno líquido y se liofilizó para obtener polvos de té verde seco (Freeze drying). Para el secado por

pulverización, las soluciones de té se concentraron primero en un 20-25% (w/v) usando un rotavapor a 70 ⁰C a vacío de 3 a 4 h. Las soluciones de té concentrado se secaron mediante un secador por pulverización a una temperatura del aire de entrada de 170 ⁰C, la temperatura del aire de salida de 110 ± 2 ⁰C, velocidad de flujo de pulverización de 250 ml/h y con un set de aspiración en 100% (spray drying) [53].

Figura 6. Diagrama de flujo de los métodos utilizados para preparar polvos de hojas de té verde con cafeína [53].

FORMULACIONES

En general, las dosis diarias de catequinas se establecen entre los 125 y 250 mg diarios. Las catequinas se encuentran disponibles generalmente en forma de extracto de té verde o concentrado de té verde. Este se suministra en forma de polvo, bolsitas, cápsulas, etc. A continuación se presentan dos marcas comerciales de té verde con alto contenido de catequinas.

TEGREEN 97 DE PHARMANEX®

Suplemento Alimenticio con Té Verde descafeinado antioxidante. Es un extracto altamente concentrado de las catequinas antioxidantes. Tegreen 97 ® contiene 97% de polifenoles, 65% de las cuales son catequinas. Cada cápsula de Tegreen 97 ® contiene el equivalente en catequinas que habría en aproximadamente 7 tazas de té verde y es 99.5% libre de cafeína (Recuperado de la página información de producto Pharmanex®, 2005). Excipientes: Dióxido de silicio, silicato de magnesio y Estearato de magnesio.

TE VERDE DE NATROL ®

Té verde Natrol ® es rico en polifenoles, incluyendo una alta concentración en catequinas, donde cada cápsula tiene 15% de EGCC o 75 mg por cápsula de EGCG (Recuperado de la página información de producto Natrol, Inc®, 2012). Tamaño / Forma: 500mg, 60 Cápsulas Modo de empleo: Tomar 1 cápsula, una vez al día, con una comida. Excipientes: Gelatina, silica. Estearato de magnesio, agua y polvo de arroz.

REFERENCIAS

[1] Williamson G, Manach Cl (2005). Bioavailability and bioefficacy of polyphenols in humans. II. Review of 93 intervention studies. Am J Clin Nutr; 81: 243S-255. [2] Prat, S.D. (2011). Contenido de catequinas en cultivares argentinos de té (Camellia sinensis), elaborados como té verde Sencha. Revista de Investigaciones Agropecuarias, 37(3): 249-255. [3] Nagao, T. Komine Y., Soga, S., Meguro, S., Hase, T., Tanaka, Y., Tokimitsu, I. (2005). Ingestion of a tea rich in catechins leads to a reduction in body fat and malondialdehyde-modified LDL in men. Am J Clin Nutr, 81(1): 122-129. [4] Arranz, S.M; 2010. Compuestos polifenólicos (Extraíbles y no extraíbles) en alimentos de la dieta española: metodología para su determinación e identificación. Madrid: Universidad complutense de Madrid. [5] De Luis, D.A.; Aller, R. (2008). Role of tea flavonoids in cardiovascular protection. An. Med. Interna. v.25 n.3 [6] Higdon, J.V & Frei, B. (2003). Tea catechins and polyphenols: health effects, metabolism, and antioxidant functions. Crit. Rev Food Sci Nutr., 43: 89-143 [7] Rains, T.M., Agarwal, S., Maki, K.C. (2011) Antiobesity effects of green tea catechins: a mechanistic review. The Journal of Nutritional Biochemistry (22): 1-7. [8] Hiroshi, A., Wei-Wei, D., William, M., & Alan, C. (2010). Distribution and biosynthesis of flavan-3ols in Camellia sinensis seedlings and expression of genes encoding biosynthetic enzymes. Phytochemistry, 71559-566. [9] Rani, A; Singh, K; Ahuja, P.S.; Kumar, S. (2012). "Molecular regulation of catechins biosynthesis in tea \Camellia sinensis (L.) O. Kuntze]". Gene. 495 (2): 205–10. [10] Wolfram S, et al. (2005). TEAVIGO (epigallocatechin gallate) supplementation prevents obesity in rodents by reducing adipose tissue mass. Ann Nutr Metab. 49(1):54-63. [11] Furuyashiki T, et al. (2004). Tea catechin suppresses adipocyte differentiation accompanied by down-regulation of PPARgamma2 and C/EBPalpha in 3T3-L1 cells. Biosci Biotechnol Biochem. 68(11):2353-9 [12] Kim H, et al. (2010). (-) Epigallocatechin gallate suppresses the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes through transcription factors FoxO1 and SREBP1c. Cytotechnology. 62(3):245-55 [13] Kim H, Sakamoto K. (2012). (-)-Epigallocatechin gallate suppresses adipocyte differentiation through the MEK/ERK and PI3K/Akt pathways. Cell Biol Int.36(2):147-53 [14] Hernández, A.G. 2010. Tratado de Nutrición: Composición y Calidad Nutritiva de los Alimentos. Capítulo 13. Café, té, cacao y productos derivados. Pag. 351-354. [15] Brusselmans K, et al. (2005). Induction of cancer cell apoptosis by flavonoids is associated with their ability to inhibit fatty acid synthase activity. J Biol Chem.280(7):5636-45. [16] Wang Y, et al. (2004). The human fatty acid synthase gene and de novo lipogénesis are coordinately regulated in human adipose tissue. J Nutr. 134(5):1032-8. [17] Richards JC, et al. (2010). Epigallocatechin-3-gallate increases maximal oxygen uptake in adult humans. Med Sci Sports Exerc. 42(4):739-4. [18] Thielecke F, et al. (2010). Epigallocatechin-3-gallate and postprandial fat oxidation in overweight/obese male volunteers: a pilot study. Eur J Clin Nutr. 64(7):704-13 [19] Lu H, Meng X, Yang CS. (2003). Enzymology of methylation of tea catechins and inhibition of catechol-O-methyltransferase by (-)-epigallocatechin gallate. Drug Metab Dispos. 31(5):572-9.

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GARCINIA CAMBOGIA La Garcinia cambogia o mas comúnmente conocido como tamarindo malabar es un fruto de color amarillo originario de Indonesia. Cortezas y extractos de la fruta se utilizaban con frecuencia en la medicina antigua de la India.

Biotecnología de Nutracéuticos y Fármacos Dr. Daniel Alberto Jacobo Velázquez Equipo 4 Ma-Ju 7:30 30 de Septiembre 2013

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ...........................................................................................................................3 CLASIFICACÌON DEL COMPUESTO ........................................................................................3 BIOSÍNTESIS DEL COMPUESTO EN LA PLANTA ....................................................................3 MECANISMO DE ACCIÓN ........................................................................................................4 ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO ..................................................................................4 FARMACOCINÉTICA ...................................................................................................................6 TOXICIDAD DEL COMPUESTO ..................................................................................................6 ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS ..................................................................................7 PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN .......................7 FORMULACIONES ........................................................................................................................9 REFERENCIAS .............................................................................................................................. 10

INTRODUCCIÓN

La Garcinia cambogia o mas comúnmente conocido como tamarindo malabar es un fruto de color amarillo originario de Indonesia. Cortezas y extractos de la fruta se utilizaban con frecuencia en la medicina antigua de la India. Hoy en día se utilizan extractos como agentes saborizantes y se puede encontrar en el sudeste de Asia, India y África central. En la planta se han identificado diferentes fitoquimicos incluyendo flavonoides y ácidos orgánicos. Entre los diferentes ácidos orgánicos se encuentra el acido hidroxicítrico o más específicamente (-)ácido hidroxicítrico que se ha identificado como un suplemento potencial para el control de peso y como agente antiobesidad[1].

CLASIFICACÌON DEL COMPUESTO Ácido hidroxicítrico (HCA)

Formula: C6H8O8 Peso Molecular: 208,1229 g/mol Sinónimos: Hidroxicitrato

El ácido hidroxicítrico (HCA) es un compuesto de fórmula química HOOC-CHOH-HOC (COOH)CH2-COOH , que esta presente en ciertas plantas.

BIOSÍNTESIS DEL COMPUESTO EN LA PLANTA

El acido hidroxicítrico es un derivado del acido cítrico. Su estructura es un ácido cítrico con un grupo hidroxilo en el segundo carbono. Actualmente la ruta biosintética de HCA en plantas y microorganismos sigue siendo desconocida.[2] En Escherichia coli, 2-metilcitrato se produce por la 2-metilcitrato sintasa, que cataliza la reacción de condensación de oxaloacetato con propionil- CoA. La 2 metilcitrato sintasa se puede comportar como una citrato sintasa y acepta

propionil-CoA y acetil-CoA como sustrato. Se postulo que el HCA es generado por la reacción de condensación de oxaloacetato con glicolil-CoA. El nucleófilo producido por la extracción de protones de glicolil-CoA puede atacar el grupo ceto de oxaloacetato, formando el HCA, que es idéntico al encontrado en la Garcinia [2].

MECANISMO DE ACCIÓN A el HCA se le atribuyen varios mecanismos distintos que brindan un efecto contra la obesidad, pero su principal característica es la inhibición de la enzima ATP citrato liasa (EC 4.1.3.8) lo que impide que se lleve a cabo la síntesis de grasas y colesterol. Regulación de serotonina y supresión de ingesta de alimentos Se ha encontrado que el HCA inhibe la actividad de la ATP citrato liasa mitocondrial, lo que produce una disminución en la producción de la acetil coenzima A, esto a su ves reduce la síntesis de colesterol y ácidos grasos y permite la disponibilidad de dos unidades de carbono. Como resultado la fuente de carbono consumida se desvía a la síntesis de glicógeno en el hígado. Se manda una señal al cerebro y se aumentan los niveles de serotonina, por lo que se reduce el apetito.[1] Disminución lipogénesis La reducción de la acetil coenzima A no permite la síntesis de colesterol y ácidos grasos. Aumento en la oxidación de lípidos Ishuhara et. al concluyen de un estudio realizado con ratones que la presencia de HCA al hacer ejercicio aumenta el consumo de oxígeno y promueve la oxidación de lípidos.[3]

ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO

Lewis y Neelakantanaislaron el ácido principal en las cortezas del fruto de G. Cambogia y lo identificaron como HCA en base a estudios espectroscópicos y químicos. La identificación y separación fueron realizadas sobre papel Whatman 1mediante el uso de n-butanol/ácido acético / agua (04:01:05) y n-propanol/ ácido fórmico/agua (04:01:05). Se identificaron los puntos rociando 5% metavanadato.[4]

Después de saponificar la mezcla se realizo una cromatografía de intercambio iónico y se encontraron dos picos: el HCA en su forma libre y HCA en su forma lactona. A continuación se presentan las diferentes formas en las que se encuentra el HCA.

Figura 1. Muestra la estructura de y las estructuras de el acido en su forma lactona(B).

los

isómeros

del

acido

hidroxicítrico(A)

En el extracto de G. cambogia existe HCA en su forma libre y en su forma lactona. Se ha identificado que en su forma libre es cuando se encuentra biológicamente activo. Sin embargo, en su forma libre es inestable y suele transformarse a su forma lactona que es mas estable. Paro su uso comercial se añaden sales que al unirse le brindan estabilidad. Hida et. al realizaron un bioproceso para purificar HCA una vez purificado se realizo una resonancia magnética nuclear con fin de identificar las diferencias de estructura. En la figura 2 se muestran los perfiles de HPLC obtenidos [5].

Figura 2. Muestra los perfiles de HPLC de (A) extracto y (B) HCA purificado. Los picos 1 y 2 corresponden al HCA en su forma lactona y no lactona respectivamente.

FARMACOCINÉTICA Se desarrolló un método para medir los niveles de HCA en la sangre que consiste en una cromatografía de gases seguida por una espectrometría de masas. La administración de 2 gramos de sales de HCA por vía oral en 4 pacientes en estado de ayunas resulto en niveles plasmáticos de 0.8μg/mL al pasar 30 minutos, escalando hasta un valor de 8.4μg/mL al transcurrir 2 horas. Se observo un pico variable entre los 4.7 y 8.4 μg/mL.[6] Los autores predecían un pico de 46 μg/mL., esto siendo si la absorción fuese completa y hubiese una distribución homogénea. Por lo que se concluyo que la biodisponibilidad de HCA después de ser administrada oralmente es de un 10- 18%.[6] Posteriormente se realizaron análisis de orina, donde se detecto presencia de HCA por lo que se asume como vía de excreción.

TOXICIDAD DEL COMPUESTO A continuación se muestra una tabla resumiendo las diferentes pruebas toxicológicas que se han realizado para el HCA. Solo se incluyen en la tabla los estudios que fueron realizados en forma paralela, aleatoria, doble ciego, con un grupo control. Existe información sobre otros estudios[7].

Tabla 1. Resumen de los estudios clínicos realizados sobre el HCA. Duración 8 semanas 8 semanas

4 semanas

12 semanas 6 semanas 12 semanas 12 semanas

# de sujetos 39 sujetos

35 sujetos

144 sujetos

84 sujetos 18 sujetos

33 sujetos 89 sujetos

Formulación 1500 mg G. cambogia + 300 g picolinato de cromo / día 1500mg G. cambogia antes de comida/día

55 mg G. cambogia + 19 mg cromo + 240 mg de quitosano / día 3000 mg G. cambogia (50% HCA) / día 750 mg G. cambogia + 750 mg calcio + 750 mg guggulsterone + 750 mg L-tirosina/día 300 mg G. cambogia + 1,200 mg Phaseolus vulgaris + 1.200 mg inulina / día 2400mg G. cambogia/ día

Resultados Ningún efecto significativo entre los grupos Niveles de transaminasa glutámica oxaloacetica y glucosa en sangre sin cambios. Significativa pérdida de peso, menor TC, LDL y aumento de HDL, en comparación con el placebo Ningún efecto significativo entre los grupos Ningún efecto significativo entre los grupos Perdida de peso mayor en el grupo tratado Perdida de peso mayor en el grupo tratado

Conclus ión No toxico No toxico

No toxico No toxico X

X X

Estudios clínicos sobre el extracto de G. cambogia, HCA, apoyan su seguridad, demostrando un amplio margen de seguridad para consumo humano. Recientemente estudios pre clínicos y clínicos han demostrado que el HCA obtenido del extracto de G. cambogia es generalmente seguro y está clasificado como NOAEL hasta 1240 mg / kg / día.[7]

ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS Los efectos anti obesidad de G. cambogia como la perdida de peso y la disminución en los niveles de colesterol se estudiaron extensivamente. Sin embargo, la evidencia de su efectividad se recopilo en mayor parte por estudios pre clínicos. A pesar de que hay mucha evidencia en estudios in vivo y preclínicos de los beneficios anti obesidad que brinda la G. cambogia, en estudios clínicos no se han obtenido los mismos resultados. Hay muchos estudios que demuestran que el extracto pose limitados o nulos efectos en la perdida de peso en humanos. Varios factores que pueden contribuir a esta situación son que la ATP citrato liasa podría ser importante solamente en dietas muy altas en carbohidratos, un tipo de dieta que la mayoría de los estudios no prescriben. Otro factor puede ser que una dieta alta en fibra puede bloquear la actividad del HCA. Oon Chuah et. al resume los estudios realizados hasta la fecha, y los separa entre los que han demostrado tener un efecto antiobesidad significativo y los que no demuestran tener efectos significativos.[1]

PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN

El extracto de acido hidroxicítrico se prepara de la corteza de G. cambogia por extracción con agua. El extracto crudo se carga a una columna cromatográfica de intercambio aniónico, esto para absorber el HCL presente en el crudo. Después se lleva a cabo la elución mediante el uso de hidróxido de sodio/potasio. Lo obtenido se pasa por una columna de intercambio catiónico para obtener el acido hidroxicítrico libre. Se obtiene un extracto con una concentración de 54% acido hidroxicítrico.[8] Hida et. al desarrollaron otro proceso en el cual utilizan10g de cascaras secas del fruto de G. cambogia, los cuales son mezclados con acido sulfúrico en solución metanólica. La reacción de la mezcla se diluyo en solución saturada por NaCl y se realizaron extracciones con diclorometano. Después se realiza una filtración en donde se evapora el diclorometano.

El residuo es purificado mediante el uso de una columna abierta de cromatografía con gel de sílice. El gel de sílice absorbe el HCA y se coloca sobre una columna equilibrada con n-hexano. El efluente es fraccionado y se analizo mediante una cromatografía de capa delga. [5] Debido a que la disponibilidad de obtener HCA se ve limitada por la región restringida en donde crecen estas plantas, se han estudiado y encontrado nuevas fuentes microbiológicas donde se puede producir el HCA [5].

Figura 3. Muestra el proceso de producción, extracción y purificación del extracto de ácido hidroxicítrico (HCA).

FORMULACIONES

Como ya se discutió anteriormente, el HCA extraído del fruto de G. cambogia requiere estar en su forma libre, naturalmente inestable, para que este biológicamente activo. En productos comerciales comúnmente se estabiliza formando sales de HCA.

Tabla 2. Suplementos dietéticos comercializados que contienen extracto de G. cambogia / HCA.[1] Producto

Fabricante

Formulación

Super CitriMax HCA-600- SXS

Inter health N.I.

Garcinia 1000

Source Naturals

HCA Hydroxicitric Acid

Viridian Nutrition Ltd.

1500mg de extracto de G. cambogia 150mg de calcio 225mg de potasio .5% sodio, .1%magnesio, .03% hierro, .05%fitoesteroles totales, .3% proteína, 4.5%humedad y 8.5% fibra soluble Cromo 150μg, 25 mg de sodio, extracto de fruto de G. cambogia (proporcionando 500 mg de HCA) 1g G. cambogia 500mg =(250mg de HCA) Extracto de arándano viridian, alfalfa, espirulina mezcla (150 mg), y vegetariana celulosa cápsula de 120 mg

Concentración de HCA 60% HCA en forma libre, 1% HCA forma lactona

50% HCA

Figura 4. Muestra los suplementos dietéticos comercializados que contienen extracto de G. cambogia.

REFERENCIAS

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CINARINA

La alcachofa (Cynara scolymus L.) originalmente viene de la región del mediterráneo en Europa y también se cultiva alrededor del mundo. La flor se utiliza en el mundo con fines nutricionales y las hojas con fines médicos sobre todo para infecciones hepáticas.

Biotecnología de Nutracéuticos y Fármacos Dr. Daniel Alberto Jacobo Velázquez Equipo 4 Ma-Ju 7:30 30 de Septiembre 2013

ÍNDICE

CLASIFICACIÓN DEL COMPUESTO, EN BASE A SU ESTRUCTURA Y PROPIEDADES .......................................................................................................................3 BIOSÍNTESIS DEL COMPUESTO EN LA PLANTA ...................................................3 MECANISMO DE ACCIÓN .............................................................................................4 ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO ...................................................................4 FARMACOCINÉTICA .........................................................................................................5 TOXICIDAD DEL COMPUESTO .....................................................................................6 ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS ...................................................................7 Estudios pre-clínicos ...................................................................................................................7 Estudios clínicos ............................................................................................................................7

PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN .......................................................................................................................................................7 FORMULACIONES ...............................................................................................................8 REFERENCIAS ........................................................................................................................9

CLASIFICACIÓN DEL COMPUESTO, EN BASE A SU ESTRUCTURA Y PROPIEDADES La alcachofa (Cynara scolymus L.) originalmente viene de la región del mediterráneo en Europa y también se cultiva alrededor del mundo. La flor se utiliza en el mundo con fines nutricionales y las hojas con fines médicos sobre todo para infecciones hepáticas [1]. Fórmula: C25H24O11 Peso molecular: 516.45 g/mol Sinónimos: Ácido 1,3-dicafeoilquínico Ácido 1,5-dicafeoilquínico cinarina

Figura 1. Estructura de la cinarina [1]. El principal principio activo de la alcachofa es la cinarina (ácido 1,5- dicafeoilquínico, C25H24O11, Figura 1) la cual se usa comúnmente como nutracéutico para el tratamiento de síndrome de colon irritable, así como la dispepsia (comúnmente conocido como indigestion) y para bajar el colesterol. La actividad biológica de los compuestos fenólicos es generalmente antioxidante, antiinflamatoria, antibacteriana, antiviral y antitumoral [1]. Pertenece al grupo de ácidos fenólicos del metabolismo secundario de las plantas, específicamente de la ruta del ácido shikímico.

BIOSÍNTESIS DEL COMPUESTO EN LA PLANTA

La cinarina es un ácido fenólico; los compuestos fenólicos son un grupo muy común de metabolitos secundarios presentes en las plantas [1]. Los compuestos fenólicos tienen carácter ácido, solubilidad en disolventes orgánicos polares, tienen poder reductor [2]. Se han estudiado dos rutas biosintéticas para los compuestos fenólicos, una es la del ácido shikímico y otra es la poliquetídica. En el caso de la cinarina, su biosíntesis se lleva a cabo por la ruta del ácido shikímico [1].

Figua 1. Metabolismo secundario de las plantas.

MECANISMO DE ACCIÓN Las hojas de alcachofa son caracterizadas por su composición y su alto contenido de ácidos fenólicos, que tienen actividades coleréticas, hipocolerestémicas y hepatoprotectoras [1]. Se han realizado estudios para comprobar los efecto coleréticos, donde se ha visto un incremento en la producción de bilis en el duodeno lo que ayuda a eliminar el colesterol. También se ha tenido efectos positivos en los niveles de colesterol donde las LDL disminuyeron en proporción con las HDL [3]. Se piensa que también hay una inhibición de la actividad de la enzima HMG CoA reductasa que ayuda en la producción del colesterol, lo que hace que se genere un balance en la producción entre las LDL y los triglicéridos en el hígado [4].

ANÁLISIS QUÍMICO DEL COMPUESTO En un estudio se analizó el total de compuestos fenólicos en la alcachofa. Donde los resultados mostraron que la actividad antioxidante está relacionada con la cantidad de flavonoides. El compuesto que mostró actividad antioxidante fue aislado por una columna cromatográfica y recristalización. Basados en los estudios del espectro, se llegó a la conclusión de que era ácido 1,3-dicafeoilquínico, conocido como cinarina.

El cotenido de cinarina fue determinado por un HPLC fase reversa usando una columna C18 junto con un arreglo de fotodiodo [5].

Figura 2. Características de los cromatogramas HPLC: (a) Profile del extracto MeOH de la cabeza de la alcachofa; (B) Profile del extracto MeOH de la hoja de la alcachofa.

FARMACOCINÉTICA Wittemer,S., et. al. (2005) sugiere una ruta metabólica después de la administración la DHCA (ácidos dicafeolquínicos). Se absorbe en su mayoría en el colon, sin embargo también se ha sugerido que una minoría se absorbe en el intestino superior 30% aproximadamente (después de haber entrado al sistema circulatorio), donde se ha encontrado que se acumula en el plasma y su concentración más alta ocurre en 6-7h después de su consumo. En el colon se han encontrado bacterias en la microflora que tienen actividades esterasas para los ácidos DHFA (ácido dihidrofelúrico), el cual es el metabolito secundario de los ácidos dicafeoilquínicos (DHCA). La eliminación se lleva a cabo por medio de la orina en hidroxicinamatos conjugados y no conjugados [3].

Figura 3. Ruta hipotética del metabolismo de los ácidos cafeolquínicos [3].

CCA: ácidos cafeolquínicos

IFA-Conj.: ácido isoferúlico conjugado*

CA: ácido cafeíco

FA: ácido ferúlico

CA-Conj.: ácido cafeíco conjugado*

FA-Conj.: ácido ferúlico conjugado*

DHCA: ácido dihidrocafeíco

DHFA: ácido dihidroferúlico

DHCA-Conj.: conjugado*

ácido

dihidrocafeíco

IFA: ácido isoferúlico

DHFA-Conj.: conjugado*

ácido

dihidroferúlico

*conjugado: a ácido glucurónico o sulfúrico

TOXICIDAD DEL COMPUESTO Estos datos han sido reportados por Sigma-Aldrich en cuanto a la toxicidad de Cinarina [6]: Oral DL50: sin datos disponibles Inhalación CL50: sin datos disponibles Cutáneo DL50: sin datos disponibles Otra información sobre toxicidad aguda: sin datos disponibles Corrosión o irritación cutáneas: sin datos disponibles Lesiones o irritación ocular graves: sin datos disponibles Sensibilización respiratoria o cutánea: sin datos disponibles Mutagenicidad en células germinales: sin datos disponibles Carcinogenicidad IARC (International Agency for Research on Cancer): ningún componente de este producto presenta niveles mayores o iguales a 0.1% fueron identificados como probables, posibles o confirmados para carcinogénesis en humanos por la IARC. ACGIH (Industrial Hygiene, Environmental, Occupational Health): ningún componente de este producto presenta niveles mayores o iguales a 0.1% fueron identificados carcinógenos o carcinógenos potenciales por la ACGIH. NTP (National Toxicology Program): ningún componente de este producto presenta niveles mayores o iguales a 0.1% fueron identificados como un carcinógeno conocido u un carcinógeno anticipado por la NTP. OSHA (Occupational Safety and Health Administration): ningún componente de este producto presenta niveles mayores o iguales a 0.1% fueron identificados carcinógenos o carcinógenos potenciales por la OSHA.

ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS Y CLÍNICOS ESTUDIOS PRE-CLÍNICOS En un estudio realizado en ratas, se alimentaron con una dieta alta en colesterol, lo que les produjo incrementos de colesterol y triglicéridos en el suero y en el hígado. Se incrementaron el malondialdeído y el conjugado dieno en ambos tejidos. Los niveles de vitamina E hepática y la glutatión peroxidasa en las actividades cardíacas y hepáticas disminuyeron. Debido a la dieta alta en colesterol las HDL disminuyeron. Los resultados mostraron que al usar el extracto de alcachofa en el colesterol del suero, los niveles de triglicéridos y la porción de colesterol a HDL. Así como se aumentaron los niveles de vitamina E y de glutatión peroxidada [7].

ESTUDIOS CLÍNICOS En un estudio doble ciego controlado por placebo de 143 personas con colesterol alto, el extracto de hoja de alcachofa mejoró de manera significativa las lecturas de los niveles de colesterol. El colesterol total cayó 18% en comparación con un 8% en el grupo placebo; y el LDL disminuyó un 20% y la proporción de HDLs a LDLs mejoró [8].

PRODUCCIÓN BIOTECNOLÓGICA, RECUPERACIÓN Y PRODUCCIÓN

En la Figura 4 se presenta un proceso de producción biotecnológica, recuperación y producción de Cinarina con el uso de hoja de alcachofa:

Cromatografía

250gr de hojas secas de alcachofa

Macerar 80%metanol/agu a

Filtrar con dos volúmenes de 500ml de 80% metanol/agua por dos días.

Evaporar a 40ºC en evaporador rotatorio.

Liofilizar

• S1: agua:metanol:ácid o acético (78.5:20:2.5 ml) • S2: nhexano:acetona:clo roformo:metanol (25:25:25:25 ml) • S3: acetato de etilo: ácido fórmico:agua (80:10:10 ml)

Detección usando cromatografía-UV (254-366nm).

Separación de ácidos fenólicos, usar gradiente de elución acetato de etilo:metanol.

HPLC/UV: Fase móvil agua:metanol: ácido acético (78.5:20:2.5 v/v); Uv @ 316nm

Encapsulado

Figura 4. Producción biotecnológica, recuperación y purificación [9].

1. 250gr de hojas secas de alcachofa 2. Maceraración: con 1L de 80%metanol/agua por tres días con agitación ocasional. 3. Filtrar extracto metanólico y el bagazo restante macerar con dos volúmenes de 500ml de 80% metanol/agua por dos días. 4. Juntar los filtrados y mezclar. 5. Evaporar a 40ºC en evaporador rotatorio para remover el metanol. 6. El extracto con agua sobrante separar en dos (aprox. de 200ml); a una parte se le agregan 100 ml de n-butanol y a la otra parte 100ml de acetato de etilo. 7. Liofilizar ambas partes, se espera obtener 4.28g de la porción con n-butanol y 2.74 g con acetato de etilo. 8. Cromatografía usando tres fases móviles: S1: agua: metanol: ácido acético (78.5:20:2.5 ml) S2: n-hexano: acetona: cloroformo: metanol (25:25:25:25 ml) S3: acetato de etilo: ácido fórmico: agua (80:10:10 ml) 9. Detección usando cromatografía-UV (254-366nm), rociar con ácido sulfúrico y calentar los platos a 100ºC por 5 min. 10. Separación de ácidos fenólicos, usar gradiente de elución acetato de etilo:metanol. 11. HPLC/UV: Fase móvil agua:metanol: ácido acético (78.5:20:2.5 v/v); UV @ 316nm 12. Encapsulado: donde se usan como excipientes maltodextrina, antiaglomerante; silice, lubricante; estearato de magnesio, cápsula vegetal, dióxido de titanio [11]

FORMULACIONES

Existen varias formulaciones, algunas son: 1) Información Extracto de alcachofa 500 Serving Size:1 Tableta APS

%DV

Calcio

37 mg

Hoja de alcachofa y extracto de raíz (estandarizado 5% de cinarina y 15% de ácido clorogénico)

500m g

Excipientes: fosfato dibásico de calico, celulosa microcristalina silificada, ácido stérico, goma modificada de celulosa [10]. 2)

Ingredientes: En 2 cápsulas : 800 mg de extracto seco purificado de hojas de alcachofa (Cynara scolymus), dosificado al 5% mínimo en cinarina (es decir, 40 mg). Excipientes: maltodextrina, antiaglomerante; silice, lubricante; estearato de magnesio, cápsula vegetal, dióxido de titanio [11]. Dosis: Comisión E de Alemania recomienda tomar 6 g de la hierba seca o su equivalente al día, dividida normalmente en 3 dosis [4]. Contraindicaciones: No consumir en caso de alergia a las plantas de la familia de las Asteraceae [11].

REFERENCIAS

[1] Alonso, M. et. al. (2006). Validates HPLC Method for cynarin Determination in Biological Samples. Acta Farm. Bonaerense. Buenos Aires, Argentina. pp. 267-70 [2] Universidad de Alcalá. Lección 6. Productos del metabolismo secundario de las plantas: compuestos fenólicos. Recuperado el 25 de septiembre del 2013 de: <https://portal.uah.es/portal/page/portal/epd2_asignaturas/asig30645/presentacion/Lecci%F3n %206%20EPD.pdf> [3] Wittemer,S., et. al. (2005) Bioavailability and pharmacokinetics of caffeoylquinic acids and flavonoids after oral administration of Artichoke leaf extracts in humans. Phytomedicine. Urban & Fischer Verlag. Sttutgart, Alemania. pp. 28-38. [4] NYU Langone Medical Center. Alcachofa. Recuperado el 25 de septiembre del 2013 de: <http://www.med.nyu.edu/content?ChunkIID=124796> [5] Jun, N. et.al. (2007). Radical Scavenging Activity and Contento f Cynarin (1,3dicaffeoylquinic acid) in Artichoke (Cynara scolymus L.). J. Appl. Biol. Chem. Jeju, Korea. pp. 244-248. [6]Sigma-Aldrich (2013). Hoja Técnica de Seguridad del Material. Cinarina. Recuperado el 25 de septiembre del 2013 de: <http://www.sigmaaldrich.com/MSDS/MSDS/DisplayMSDSPage.do?country=MX&language=es&

productNumber=91801&brand=FLUKA&PageToGoToURL=http%3A%2F%2Fwww.sigmaaldrich.co m%2Fcatalog%2Fproduct%2Ffluka%2F91801%3Flang%3Des> [7] Küçükgergin, C. et. al. (2010) Effect of Artichoke Leaf Extract on Hpatic and Cardiac Oxidative Stress in Rats Fed on High Colesterol Diet. Biological Trace Element Research. Springer Science & Business Media. Clifton, Netherlands. pp. 264-74 [8] Altshul, S. (2001) Artichoke extract lowers cholesterol. Public Health and Safety, Physical Fitness and Hygiene. Rodale, Inc. Emmaus, Estados Unidos. pp. 54. [9] Nasser, A. (2012) Phytochemical Study of cynara scolymus L. (artichoke) (asteraceae) Cultivated in Iraq, Detection and Identification of Phenolic Acid Compounds Cynarin and Chlorogenic Acid. Iraqi J Pharm Sci, vol. 21 (1). Baghdad, Iraq. [10] Source Naturals. Artichoke Extract 500- Source Naturals- Standarized support of Liver & Gallbladder Function. Recuperado el 25 de septiembre del 2013 de: <http://www.seacoast.com/artichoke-extract-500/source-naturals/500-mg-180-tabs/p5485> [11] Anastore.com, The best Choice. Alcachofas, 5% de cinarina. Recuperado el 25 de septiembre de 2013 de: <http://es.anastore.com/articles/JJ10_alcachofas.php>