¿Cómo se investiga en plantas medicinales? Develando los secretos químicos de la "carqueja" (Baccharis trimera) y su potencial uso como antiofídico

 Dr. Manuel Minteguiaga

1.       La “carqueja”

Esta especie (Baccharis trimera) es una planta medicinal ampliamente usada en el Uruguay, comercializándose mayormente las partes aéreas (florecidas o en estado vegetativo) como material “en bruto” o fragmentado para la preparación de infusiones con propiedades principalmente digestivas: amargas, estomacales, anti-ácidas y hepato-protectoras. En la Figura No. 1 se muestra a la especie en su hábitat natural, así como las formas de presentación del producto vegetal más frecuentemente encontradas para su comercialización por parte de herboristerías nacionales.

Figura 1: especie vegetal  “carqueja” (Baccharis trimera) en estado de floración, y sus formas comerciales más frecuentemente encontradas en el mercado nacional.

Adicionalmente, se puede encontrar a la “carqueja” en el mercado como ingrediente de mezclas de plantas medicinales para preparar infusiones, en mezclas de yerba mate y plantas medicinales (yerbas compuestas), como ingrediente de bebidas refrescantes (Terma^®) o aún como soluciones alcohólicas (tinturas). La especie crece en una gran variedad de suelos y se encuentra muy distribuida en todo el territorio nacional y en la región (Argentina, Brasil y Paraguay) aunque en algunas situaciones se la considera como “maleza” de cultivos de secano. Al mismo tiempo, sus propiedades medicinales son ampliamente reconocidas en el MERCOSUR, hecho que la hace figurar en la Farmacopea Brasileña. Otras especies muy relacionadas (también conocidas por el nombre popular “carqueja”: Baccharis crispa y Baccharis articulata) son asimismo consideradas como medicinales y están incluidas en la Farmacopea Argentina.

2.       La investigación realizada hasta el momento

La investigación que se describirá (y que aún sigue en curso) comenzó durante 2011 como parte de los estudios de doctorado del autor (Minteguiaga, 2019a), siendo B. trimera una de las plantas seleccionadas por la importancia de la misma en la etnomedicina uruguaya. Al realizar una evaluación de la bibliografía existente en el tema, resultó claro que las propiedades medicinales reportadas hasta ese momento estaban asociadas a la presencia de compuestos químicos del tipo flavonoides, saponinas, diterpenos y ácidos clorogénicos. En oposición, otro tipo de compuestos vegetales (monoterpenos irregulares) se encontraban escasamente estudiados en la literatura, y sus aplicaciones medicinales se resumían a efectos antipiréticos. Además, dichos compuestos estaban descriptos como mayoritarios en el aceite esencial de B. trimera, es decir, como responsables del aroma de la planta.

La primera fase de la investigación consistió en estudiar la composición de los aceites esenciales y otros extractos volátiles de la especie en diversas localidades de Uruguay (ubicadas en los departamentos de Canelones, Colonia, Paysandú, Rivera, Rocha y Salto) y el sur de Brasil (estado de Rio Grande do Sul). En la Figura No. 2 se resume las principales actividades de éste proceso. Además se tomó en cuenta la variación estacional, habiéndose realizado estudios en estados vegetativos y de floración del material vegetal.

De este estudio se evidenciaron algunos hechos relevantes:

1) que las muestras vegetales uruguayas eran muy uniformes en su composición, aunque existía una evidente variación entre las fases de floración y vegetativas.

2) que las muestras brasileñas eran considerablemente variables, existiendo grandes diferencias químicas entre poblaciones vegetales que crecían en ambientes diferentes.

3) que el tipo morfológico de Baccharis trimera que crece en Uruguay es diferente al que se cita como oficial en la Farmacopea Brasileña.

4) que ciertos componentes químicos (norisoprenoides) normalmente presentes en las muestras uruguayas no habían sido reportados con anterioridad en la literatura especializada de la especie.

Figura 2: enfoque de investigación seguido para el análisis fitoquímico de Baccharis trimera de diferentes orígenes.

Esos datos (junto con otros) corrobaron reportes bibliográficos previos, y aportaron nuevas informaciones, por lo que fueron publicados en la literatura internacional (Minteguiaga et al., 2015a, 2015b y 2018a). Particularmente se abordó en éstas publicaciones que no era adecuado considerar a los monoterpenos irregulares carquejol ni acetato de carquejilo como quimiomarcadores de la especie (compuestos químicos que caracterizan individualmente a dicha especie y que se usan para estandarizar productos fitoterapéuticos) como lo sugerían algunos reportes anteriores. Esto porque se estudiaron poblaciones de B. trimera que no producían dichos compuestos (sur de Brasil), y porque se relevaron especies relacionadas (entre ellas Baccharis crispa y Baccharis articulata) que sí los concentraban.

En la Figura No. 3 se muestran algunas fotografías del estudio morfoanatómico realizado sobre las muestras uruguayas. En ellas se constató que ciertas características microscópicas eran diferenciales en el biotipo uruguayo respecto de los informados en la bibliografía, por ejemplo, en la anatomía de los canales y pelos (tricomas glandulares) que concentran los aceites esenciales.

Figura 3: algunos resultados de morfo-anatomía de Baccharis trimera nativa de Uruguay. A. Sección transversal del tallo, B y C. Vista de la epidermis y de los estomas.

En la segunda fase de la investigación se decidió profundizar en el estudio de la química de dichos monoterpenos irregulares, aislando el componente acetato de carquejilo a partir del aceite esencial de B. trimera y produciendo derivados del mismo por transformaciones químicas sencillas (semi-síntesis). El enfoque de estudio de dicha fase se ilustra en la Figura No. 4. Luego de aislar el acetato de carquejilo se obtuvieron otros compuestos (carquejol, carquejona, iso-carquejona, carquejifenol, óxido de carquejol) sobre los que se realizó un exhaustivo análisis estructural para confirmar plenamente la identidad de los mismos. Asimismo, se realizaron estudios computacionales de manera de predecir el comportamiento químico de cada uno de éstos componentes en diferentes situaciones, particularmente visando dilucidar sus posibles propiedades medicinales. El trabajo mencionado fue publicado en tres artículos en revistas internacionales arbitradas (Minteguiaga et al., 2017, 2018b y 2019b).

Figura 4: enfoque de investigación seguido en la segunda parte de la investigación para dilucidar actividades biológicas de compuestos derivados de Baccharis trimera.

En paralelo al trabajo químico, se ensayó la actividad biológica antiofídica en condiciones in-vitro contra el veneno de las serpientes Bothrops alternatus (“crucera”) y Bothrops diporus (“yarará chica”). Dicha aplicación medicinal se basó en reportes previos que indicaban que ciertos componentes químicos de B. trimera (diterpenos) exhibían fuerte actividad contra el veneno de éste género de serpientes, buscándose por tal extender dicha información. Los ensayos mostraron que el aceite esencial de B. trimera exhibía una leve actividad antiofídica, sin embargo compuestos derivados de éste por medio de semi-síntesis demostraban un excelente nivel de actividad (en particular la carquejona y minoritariamente el carquejifenol). Los resultados de éste trabajo se presentaron en un congreso internacional (Minteguiaga et al., 2017b) y actualmente se encuentra en elaboración un manuscrito que reporta los hallazgos obtenidos.

De ésta manera, se consiguió a partir de una especie que es considerada como medicinal pero también como maleza, llegar a un componente que tiene una promisoria actividad antiofídica, lo cual es de importancia como potencial alternativa a los antídotos que se comercializan actualmente basados en suero de equinos que tienen efectos secundarios notoriamente comprobados. Además se agregó una nueva aplicación medicinal para los monoterpenos irregulares más allá de su potencial antipirético.

3.       Pasos a seguir

Como toda investigación en plantas medicinales, el camino a recorrer es largo. Los próximos pasos que se visualizan en la investigación es realizar ensayos “in vivo” con modelos animales (ratas, ratones) para confirmar la potencialidad de los monoterpenos irregulares como antiofídicos. Lo mismo involucra además una adecuada formulación que permita estabilizar a los componentes activos, ya que se ha detectado que la carquejona a pesar de muy activa no es estable en condiciones de temperatura ambiente.

Aún en caso de que dichos ensayos prosperen faltaría mucho camino por recorrer antes de que un posible producto llegue al mercado: ensayos pre-clínicos, ensayos de toxicidad, ensayos de producción a escala, ensayos clínicos en diferentes fases, etc. Además la inversión que se debe hacer en profundizar éste conocimiento es de importancia, por lo que el futuro dependerá en gran medida de la potencialidad de los compuestos estudiados y de la obtención de fuentes de financiamiento para seguir investigando.

4.     Bibliografía:

·       M. Minteguiaga, N. Umpiérrez, L. Fariña, E. Cassel, E. Dellacassa. 2015a. ¿Es el Acetato de Carquejilo un quimioindicador válido para las carquejas (Baccharis sect. Caulpoterae)?; Lilloa, 52(Supl.): 62-64.

·       M. Minteguiaga, N. Umpiérrez, V.B. Xavier, A. Lucas, C. Mondin, L. Fariña, E. Cassel, E. Dellacassa. 2015b. Recent findings in the odorants chemistry from four Baccharis species and their impact as chemical markers. Chem. Biodiversity, 12: 1339-1348.

·       M. Minteguiaga, E. Dellacassa, M.A. Iramain, C.A.N. Catalán, S. Brandán. 2017a. A structural and spectroscopic study on carquejol, an important constituent of the medicinal plant Baccharis trimera (Less.) DC. (Asteraceae). J. Molec. Struct., 1150: 8-20.

·       M. Minteguiaga, A.M. Torres, G. Ricciardi, E. Dellacassa, C. Catalán. 2017a. Semi-synthesis, structural elucidation and in vitro anti-snake venom activity of irregular monoterpenes derivatives from Baccharis trimera (Asteraceae). 46^th IUPAC World Chemistry Congress. São Paulo, Brasil.

·       M. Minteguiaga, M.I. Mercado, G.I. Ponessa, C.A.N. Catalán, E. Dellacassa. 2018a. Morphoanatomy and essential oil analysis of Baccharis trimera (Less.) DC. (Asteraceae) from Uruguay. Ind. Crops Prod., 112: 488-498.

·       M. Minteguiaga, E. Dellacassa, M.A. Iramain, C.A.N. Catalán, S. Brandán. 2018b. Synthesis, spectroscopic characterization and structural study of 2-isopropenyl-3-methylphenol, carquejiphenol, a carquejol derivative with potential medicinal use. J. Molec. Struct., 1165: 332-343.

·       M. Minteguiaga M (2019a) Fitoquímica de Baccharis spp. L. (Asteraceae): Metabolitos Secundarios, Semi-Síntesis y Bioactividad. Tesis Doctoral. Facultad de Química, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay. 577 pp. Disponible en: http://riquim.fq.edu.uy/items/show/5917

·       M. Minteguiaga, E. Dellacassa, M.A. Iramain, C.A.N. Catalán, S. Brandán. 2019b. FT-IR, FT-Raman, UV-Vis, NMR and structural studies of Carquejyl Acetate, a distinctive component of the essential oil from Baccharis trimera (Less.) DC. (Asteraceae). J. Molec. Struct. 1177: 499-510.