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Ácido aminolevulínico

El ácido δ-aminolevulínico (también dALA , δ-ALA , 5ALA o ácido 5-aminolevulínico ), un aminoácido endógeno no proteinogénico , es el primer compuesto en la vía de síntesis de porfirina , la vía que conduce al hemo [3] en los mamíferos, así como a la clorofila [4] en las plantas.

El 5ALA se utiliza en la detección fotodinámica y la cirugía del cáncer. [5] [6] [7] [8]

Usos médicos

Como precursor de un fotosensibilizador, el 5ALA también se utiliza como agente complementario para la terapia fotodinámica . [9] A diferencia de las moléculas fotosensibilizadoras más grandes, se predice mediante simulaciones por computadora que puede penetrar las membranas de las células tumorales. [10]

Diagnóstico de cáncer

La detección fotodinámica es el uso de fármacos fotosensibles con una fuente de luz de la longitud de onda adecuada para la detección del cáncer, utilizando la fluorescencia del fármaco. [5] El 5ALA, o sus derivados, se pueden utilizar para visualizar el cáncer de vejiga mediante imágenes de fluorescencia. [5]

Tratamiento del cáncer

El ácido aminolevulínico se está estudiando para la terapia fotodinámica (TFD) en varios tipos de cáncer. [11] Actualmente no es un tratamiento de primera línea para el esófago de Barrett . [12] Su uso en el cáncer cerebral es actualmente experimental. [13] Se ha estudiado en varios cánceres ginecológicos. [14]

El ácido aminolevulínico está indicado en adultos para la visualización de tejido maligno durante la cirugía de gliomas malignos (grado III y IV de la Organización Mundial de la Salud). [15] Se utiliza para visualizar tejido tumoral en procedimientos neuroquirúrgicos . [6] Estudios realizados desde 2006 han demostrado que el uso intraoperatorio de este método de guía puede reducir el volumen residual del tumor y prolongar la supervivencia libre de progresión en personas con gliomas malignos . [7] [8] La FDA de EE. UU. aprobó el clorhidrato de ácido aminolevulínico (ALA HCL) para este uso en 2017. [16]

Delimitación intraoperatoria del cáncer

El uso del ácido aminolevulínico es prometedor en el campo de la delimitación del cáncer, particularmente en el contexto de la cirugía guiada por fluorescencia . Este compuesto se utiliza para mejorar la visualización de los tejidos malignos durante los procedimientos quirúrgicos. Cuando se administra a los pacientes, el 5-ALA se metaboliza a protoporfirina IX (PpIX) preferentemente en las células cancerosas, lo que conduce a su fluorescencia bajo longitudes de onda de luz específicas . [17] Esta fluorescencia ayuda a los cirujanos en la identificación en tiempo real y la eliminación precisa del tejido canceroso, lo que reduce la probabilidad de dejar células tumorales residuales. Este enfoque innovador ha demostrado ser exitoso en varios tipos de cáncer, incluidos los gliomas cerebrales y de la columna vertebral , el cáncer de vejiga y el carcinoma oral de células escamosas . [18] [19] [20]

Efectos secundarios

Los efectos secundarios pueden incluir daño hepático y problemas nerviosos . [12] También puede producirse hipertermia . [13] También se han producido muertes. [12]

Biosíntesis

En eucariotas no fotosintéticos como animales, hongos y protozoos, así como en la clase de bacterias Alphaproteobacteria , se produce por la enzima ALA sintasa , a partir de glicina y succinil-CoA . Esta reacción se conoce como vía de la Shemina, que ocurre en las mitocondrias. [21]

En plantas, algas, bacterias (excepto la clase Alphaproteobacteria) y arqueas, se produce a partir del ácido glutámico a través de la glutamil-ARNt y el glutamato-1-semialdehído. Las enzimas implicadas en esta vía son la glutamil-ARNt sintetasa, la glutamil-ARNt reductasa y la glutamato-1-semialdehído 2,1-aminomutasa . Esta vía se conoce como vía C5 o vía de Beale. [22] [23] En la mayoría de las especies que contienen plástidos, el glutamil-ARNt está codificado por un gen de plástidos, y la transcripción, así como los siguientes pasos de la vía C5, tienen lugar en los plástidos. [24]

Importancia en los humanos

Activación de las mitocondrias

En los humanos, el 5ALA es un precursor del hemo . [3] Biosintetizado, el 5ALA pasa por una serie de transformaciones en el citosol y finalmente se convierte en protoporfirina IX dentro de las mitocondrias . [25] [26] Esta molécula de protoporfirina se quela con hierro en presencia de la enzima ferroquelatasa para producir hemo . [25] [26]

El hemo aumenta la actividad mitocondrial, ayudando así a la activación del ciclo de Krebs del sistema respiratorio y la cadena de transporte de electrones [27], lo que conduce a la formación de trifosfato de adenosina (ATP) para un suministro adecuado de energía al cuerpo. [27]

Acumulación de protoporfirina IX

Las células cancerosas carecen o tienen una actividad reducida de ferroquelatasa y esto produce una acumulación de protoporfirina IX, una sustancia fluorescente que se puede visualizar fácilmente. [5]

Inducción de la hemooxigenasa-1 (HO-1)

El exceso de hemo se convierte en los macrófagos en biliverdina e iones ferrosos por acción de la enzima HO-1. La biliverdina formada se convierte a su vez en bilirrubina y monóxido de carbono . [28] La biliverdina y la bilirrubina son potentes antioxidantes y regulan procesos biológicos importantes como la inflamación , la apoptosis , la proliferación celular , la fibrosis y la angiogénesis . [28]

Plantas

En las plantas, la producción de 5-ALA es el paso en el que se regula la velocidad de síntesis de clorofila . [4] Las plantas que se alimentan con 5-ALA externo acumulan cantidades tóxicas del precursor de la clorofila, protoclorofilida , lo que indica que la síntesis de este intermediario no se suprime en ningún punto de la cadena de reacción. La protoclorofilida es un fotosensibilizador potente en las plantas. [29] Sin embargo, la pulverización controlada de 5-ALA en dosis más bajas (hasta 150 mg/L) puede ayudar a proteger a las plantas del estrés y estimular el crecimiento. [30]

Referencias

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