Fucoidan y su consumo en algas pardas: Refuerzo del sistema inmunológico y prevención del cáncer

Por: Fabrizio Marcelo Vasquez Cruzado 

Febrero 23, 2021

Las algas son una gran fuente de compuestos naturales

El consumo de algas es un hábito alimenticio que se extiende en toda la población mundial. En Perú, las algas de mayor consumo son: Macrocystis pyrifera, Lessonia nigrescens, Chondracanthus chamisoii (yuyo) y Porphyra columbina (cochayuyo). De estos, el yuyo y el cochayuyo son los más utilizados para la preparación de guisos y sancochados, además, son el complemento de platos como ceviches, jaleas, parihuelas y muchos otros (2).

En países asiáticos, como Japón y Corea, las algas pardas son muy consumidas, entre las que destacan son: Undinaria pinnatifida (mekabu) y especies del género Laminaria (kombu) (1). Estas algas están compuestas por agua, pigmentos, proteínas, manitol, minerales, ácidos grasos, agar y alginatos, muchos de los cuales son usados en la industria alimentaria, textil, papelera, entre otros. Además, contienen bioactivos (polisacáridos, celulosa) y polisacáridos sulfatados (laminarinas, fucoidanos) los cuales exhiben propiedades antibacterianas, antifúngicas, antivirales, antioxidantes, inmunomoduladoras, antitumorales y funcionando como promotoras de crecimiento vegetal (2,3).

Figura 1. Kombu, alga parda consumida en países asiáticos

Fucoidan: principal bioactivo de las algas pardas 

De acuerdo a las características de las algas pardas, uno de sus principales compuestos es el fucoidan. Éste es un polisacárido sulfatado natural de la matriz de la pared celular de distintas especies de algas pardas (kombu, mozuku y wakame) consumidas en el mundo. La estructura molecular base de los fucoidanos consta de fucosas unidas covalentemente en cadena, junto con grupos sulfatos. En esta cadena pueden presentarse distintos monómeros como glucosa, lactosa, xilosa, entre otros, dependiendo de la especie de la que se extrajo, (Figura 2) (4).

Figura 2. Estructuras moleculares de fucoidanos de distintas especies de algas pardas [5].

Además de ser un producto totalmente natural y no presentar efectos adversos en su consumo tanto en animales como en humanos, el fucoidan posee propiedades benéficas. Algunas de ellas tienen propiedades antioxidantes, como los fucoidanos de Laminaria japonica, Lessonia trabeculata y Fucus vesiculosus. Asimismo, los fucoidanos de L. japonica,  L. trabeculata, F. vesiculosus y U. pinnatifida han demostrado ser buenos probióticos e inmunomoduladores (4-7) . 

Propiedades inmunomoduladoras y antitumorales del fucoidan

Los inmunomoduladores son compuestos que logran aumentar o disminuir la respuesta del sistema inmunitario innato y/o adaptativo ya sea a nivel humoral y/o celular. Los inmunomoduladores suelen ser administrados para estimular la respuesta inmune frente a enfermedades infecciosas, neoplásicas e inmunodeficiencias, o para suprimir la respuesta inmunitaria frente a órganos trasplantados o en enfermedades autoinmunes (8). Los fucoidanos de distintas especies de algas pardas han demostrado poseer este tipo de propiedades inmunomoduladoras, por ejemplo, los fucoidanos de Kjelmaniella crassifora, U. pinnatifida, L. japonica y L. trabeculata son capaces de promover: 1) la proliferación y activación celular de macrófagos y linfocitos NK, primera línea de defensa contra microorganismos patógenos o células cancerígenas; 2) la producción de distintos tipos de citoquinas, polipéptidos mediadores y/o reguladores de la comunicación entre los diversos componentes de la respuesta inmunitaria; 3) la actividad de los linfocitos T y B, principales componentes de la respuesta inmunitaria secundaria y responsables de la generación de la memoria; y 4) la maduración de células dendríticas, responsables de la presentación antigénica hacia los linfocitos. Todas estas características fueron demostradas tanto in vitro como in vivo (9-13).

En la actualidad, los tratamientos más comunes a los que se someten los pacientes que padecen de cáncer son la quimioterapia y radioterapia. A pesar de contar con una considerable eficacia, pueden presentarse efectos secundarios (fatiga, mucositis, insuficiencia renal) y resistencia. Los fármacos de origen natural cuentan con una baja o nula toxicidad, presentando una actividad antitumoral considerable e inhibiendo la proliferación o migración de células cancerígenas (14). Además, pueden actuar como amortiguadores de los efectos secundarios de ciertos quimioterápicos o cooperan de forma sinérgica con los fármacos antineoplásicos. Existe un gran número de especies de algas pardas cuyos fucoidanos han sido estudiados, demostrando poseer estas características (15-17). Los fucoidanos de Laminaria saccharina, L. digitata, F. vesiculosus, F. serratus, F. distichus, F. evanescens, U. pinnatifida, C. okamuranus, L. trabeculata y Sargassum hemiphyllum han demostrado bloquear la adhesión, inhibir la migración y la proliferación de una gran variedad de líneas celulares cancerígenas como de colon, mama, pulmón, linfomas, leucemia y de hepatoma (15,16). Además de demostrar estos efectos directos sobre las células cancerígenas, los fucoidanos de ciertas especies de algas han demostrado una actividad sinérgica cuando se les combina con algunos fármacos antineoplásicos, como por ejemplo el fucoidan de L. trabeculata que aumenta la actividad de la doxorrubicina cuando se les enfrenta a la línea de células de cáncer mamario 4TI, mientras que el de Cladosiphon navae potencia la actividad del cisplatino, tamoxifen y paclitaxel en tratamientos contra las líneas celulares de cáncer mamario MDA-MB-231 y MCF-7 (16,17). Además, estudios realizados en pacientes con cáncer colorrectal sometidos a un régimen de quimioterapias combinado con fucoidan de C. okamuranus demostraron una reducción de la toxicidad, pudiendo alargar el tratamiento por más tiempo en comparación con pacientes en tratamiento sin adición de fucoidan (18).

Conclusiones

Los productos naturales han demostrado su valía a lo largo del tiempo y es a través de estudios científicos que se han aislado y comprobado la actividad de sus compuestos activos a favor del bienestar de la sociedad. El fucoidan demuestra poseer propiedades inmunomoduladoras y antitumorales, aumentando su valor al carecer de efectos tóxicos y presentar efectos sinérgicos con otros fármacos neoplásicos para reducir su toxicidad. Es un potencial fármaco adyuvante, pudiendo aplicarse en distintas terapias en las cuales se necesite el potenciamiento de la respuesta inmunitaria frente a enfermedades como el cáncer. Algas como la Undaria pinnatifida o la Macrocystis pyrifera se encuentran distribuidas en el litoral peruano. Sin embargo, su consumo se centra en las del filo Rhodophyta (Chondracanthus chamosii, Porphyra columbina). Esperemos, en un futuro, se revaloren estas algas, considerándose su consumo como un refuerzo del sistema inmunitario, además de aprovechar sus componentes activos para la prevención y apoyo en las terapias contra el cáncer. 

Bibliografía

  1. Fitton, J. H. Brown marine algae: a survey of therapeutic potentials. Alternative & Complementary Therapies, 2003. 9(1), 29-33

  2. Cardó, C. N. Algas marinas para la alimentación de los peruanos. Turismo y patrimonio, 2016. (10), 55-68.

  3. Pal, A., Kamthania, M. C., & Kumar, A. Bioactive compounds and properties of seaweeds, a review. Open Access Library Journal, 2014. 1(4), 1-17.

  4. Okolie, C. L., CK Rajendran, S. R., Udenigwe, C. C., Aryee, A. N., & Mason, B. Prospects of brown seaweed polysaccharides (BSP) as prebiotics and potential immunomodulators. Journal of Food Biochemistry, 2017. 41(5), e12392

  5. Ale, M. T., Mikkelsen, J. D., & Meyer, A. S. Important determinants for fucoidan bioactivity: A critical review of structure-function relations and extraction methods for fucose-containing sulfated polysaccharides from brown seaweeds. Marine drugs, 2011. 9(10), 2106-2130.

  6. Wang, J., Zhang, Q., Zhang, Z., Song, H., & Li, P. Potential antioxidant and anticoagulant capacity of low molecular weight fucoidan fractions extracted from Laminaria japonica. International journal of biological macromolecules, 2010. 46(1), 6-12.

  7. Apumayta, E. V. Actividad antioxidante y determinación del contenido de fucoidano, compuestos fenólicos y flavonoides en extractos de macroalga parda Lessonia trabeculata, 2019.

  8. García Hernández, M., Guerrero Ramírez, G., Castro Corona, M. D. L. Á., & Medina de la Garza, C. E. Inmunomoduladores como terapia adyuvante en la enfermedad infecciosa. Medicina Universitaria, 2009. 11(45), 247-259

  9. Peng, Y., Song, Y., Wang, Q., Hu, Y., He, Y., Ren, D., … & Zhou, H. In vitro and in vivo immunomodulatory effects of fucoidan compound agents. International journal of biological macromolecules, 2019. 127, 48-56.

  10. Li, B., Lu, F., Wei, X., & Zhao, R. Fucoidan: structure and bioactivity. Molecules, 2008. 13(8), 1671-1695.

  11. Rios, D. L. Producción de citoquinas de respuesta inmune celular en ratones inmunizados y tratados con fucoidan de Lessonia trabeculata (Phaeophyceae, laminariales), 2020.

  12. Colona, E.H., Alzamora L., Chávez,J.A., Apumayta E.V., Chang I. Incremento de la viabilidad y producción de especies reactivas de oxígeno en células mononucleares de sangre periférica humana tratadas con fucoidan de Lessonia trabeculata. Revista peruana de biología, 2019. 26(3): 291 – 300.

  13. Elugo Guevara, C. Modulación de la expresión transcripcional de citoquinas de respuesta inmune innata y adaptativa en células mononucleares de sangre periférica humana tratadas con fucoidan de Lessonia trabeculata (Villouta & Santelices 1986), 2019.

  14. Cragg, G. M., & Pezzuto, J. M. Natural products as a vital source for the discovery of cancer chemotherapeutic and chemopreventive agents. Medical Principles and Practice, 2016. 25(Suppl. 2), 41-59.

  15. Wu, L., Sun, J., Su, X., Yu, Q., Yu, Q., & Zhang, P. A review about the development of fucoidan in antitumor activity: Progress and challenges. Carbohydrate polymers, 2016. 154, 96-111.

  16. Toccas, M. Estudio del efecto del fucoidan de Lessonia trabeculata nativa (alga parda) sobre la capacidad migratoria y clonogénica de la línea celular de carcinoma mamario murino 4T1. 2020. Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú.

  17. Zhang, Z., Teruya, K., Yoshida, T., Eto, H., & Shirahata, S. Fucoidan extract enhances the anti-cancer activity of chemotherapeutic agents in MDA-MB-231 and MCF-7 breast cancer cells. Marine drugs, 2013. 11(1), 81-98.

  18. Ikeguchi, M., Yamamoto, M., Arai, Y., Maeta, Y., Ashida, K., Katano, K., & Kimura, T. Fucoidan reduces the toxicities of chemotherapy for patients with unresectable advanced or recurrent colorectal cancer. Oncology Letters, 2011. 2(2), 319-322.

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