Si alguien le llega a decir a la bella Arwen que el día que se adentró en la fortaleza de Barad-dûr se iba a enamorar de la persona a la que pensaba asesinar, jamás le hubiese creído. Tras lo que les conté en el post “La caída de Aragorn, el ácido linoleico encapsulado por un anillo de glucosa”, donde mis tropas atraparon y mataron a su gran amor, la hija de Elrond y Celebrían diseñó un maquiavélico plan para vengar la muerte de Aragorn, con el que incomprensiblemente había llegado a casarse tras conocerse en los bosques de Rivendel.

La estrategia de Arwen estaba clara: acabar con Sauron. Lo que no sabía la viuda de Aragorn era que yo, el Señor Oscuro de Mordor, la estaba esperando para convertirla en la mujer de mi vida gracias a la bioquímica, la biomedicina, la farmacología, la botánica y el docking molecular. Comencemos.

Para intentar destruirme, Arwen, una peredhil o medio elfa cuyo nombre en Sindarín significa «doncella noble», se armó de dos poderosas enzimas antes de adentrarse en la Torre Oscura. Les hablo de ciclooxigenasa y lipoxigenasa, dos proteínas fuertemente relacionadas con la respuesta inflamatoria. Su idea era atacarme con ambas enzimas para provocar un colapso en mi estructura que me llevara a la muerte.

Ciclooxigenasa (COX), o prostaglandina-endoperóxido sintasa (EC 1.14.99.1), es una enzima responsable de la formación de unos importantes mediadores biológicos llamadas prostanoides, incluyendo prostaglandinas, prostaciclinas y tromboxanos. Esta acción la realiza a partir del ácido araquidónico catalizando la siguiente reacción:

Araquidonato + AH₂ + 2 O₂ ———- Prostaglandina-H₂ + A + H₂O

Ciclooxigenasa (isoenxima 2)

La formación de prostaglandinas catalizada por COX es de gran interés biomédico ya que estos compuestos están relacionados con el dolor, la inflamación y el desarrollo de neoplasias. Por ello se han desarrollado fármacos anti-inflamatorios no esteroideos, tales como la aspirina y el ibuprofeno, que gracias a su capacidad para inhibir la enzima COX pueden aliviar de los síntomas de la inflamación y el dolor. En los últimos tiempos se están buscando nuevos tipos de biomoléculas con carácter anti- inflamatorio que inhiban la acción de COX.

La otra arma empleada por Arwen para intentar destruirme fue 5-lipoxigenasa (5-LOX), una enzima humana cuya función es transformar ácidos grasos (como el araquidónico) en leucotrienos. Debido a que estas moléculas también están relacionadas con procesos inflamatorios, la búsqueda de fármacos con capacidad para inhibir 5-LOX es el objetivo de diferentes tratamientos farmacológicos relacionados con cardiopatías, asma, trastornos neuropatológicos, etc.

En la siguiente imagen pueden ver el plan de Arwen esquematizado. Se trata de la ruta de transformación del ácido araquidónico en prostaglandinas y leucotrienos catalizada por ciclooxigenasa y lipoxigenasa, respectivamente. También se citan los procesos fisiológicos con los que están relacionados estos metabolitos. Esos procesos, en el caso de que Arwen se saliera con la suya, me llevarían a la muerte.

Esquema de la transformación del ácido araquidónico en moléculas relacionadas con procesos inflamatorios por la acción de COX y LOX

Es posible que tras haber leído todos los capítulos que forman la serie “La Comunidad del Anillo y los Ejércitos Encapsulantes” ustedes estén pensando que para abortar los planes de Arwen decidiera encapsularla con mi ejército de ciclodextrinas y matarla posteriormente… pero nada más lejos de la realidad. En esta ocasión mi estrategia debía ser distinta y mucho más romántica. ¿Por qué? Porque en realidad Sauron siempre ha estado enamorado de Arwen. Por esta razón mi obligación era diseñar un plan que, por una parte, impidiera que mi amada me asesinara y, por otra, la sedujera hasta caer en mis brazos.

Aunque la misión parecía difícil no lo era para un Sauron enamorado. Durante años se había estado fijando en la debilidad que Arwen tenía por la naturaleza, lo que se reflejaba en sus famosos colgantes de mariposas, plantas, etc. Por ello decidí recibirla en mi fortaleza con una ramo de flores muy especiales que no solamente la encandilaran sino que tuvieran capacidad para inhibir la acción de lipoxigenasa y ciclooxigenasa de forma que no se desarrollaran procesos inflamatorios en el Señor Oscuro de Mordor.

Tras una exhaustiva búsqueda, no sólo por Mordor sino también por toda la Tierra Media, decidí que las flores elegidas debían pertenecer al orden de las Cariofilales, un grupo de plantas angiospermas muy heterogéneo que incluye cáctus, ciertas plantas carnívoras, amarantos, acelga, espinaca, buganvillas y muchas otras. De entre todas ellas la que más fascinaba a Sauron era Mirabilis jalapa, pero no sólo por sus maravillosos colores o su fascinante fluorescencia que pueden ver en la siguiente imagen, sino por los dos nombres con los que se le conoce vulgarmente: “el seductor” (que se lo pregunten a Arwen) o “Dondiego de noche” (debido a que esta planta tiene la particularidad de abrir sus flores solamente al atardecer …como el Señor Oscuro de Mordor).

Las razones de seleccionar este tipo de flores para contrarrestar el ataque de Arwen fueron dos. La primera su belleza. Como se puede observar en la anterior imagen todas estas plantas tienen una característica común: los colores vivos y llamativos de sus flores. De estos bonitos colores son responsables las betalaínas, unos preciosos pigmentos que se dividen en dos grupos: las betaxantinas que confieren coloraciones amarillas y las betacianinas que proporcionan coloraciones violetas.

Fluorescencia visible en flores de Mirabilis jalapa. Cuando se ilumina con luz blanca (A y B), las áreas de las flores que contienen solo betaxantinas parecen amarillas debido a la combinación de fluorescencia y la radiación no absorbida, o reflejada. Cuando se ilumina con luz azul (C y D), las betaxantinas emiten fluorescencia verde.

Estos pigmentos no solo cautivaron a Arwen sino también a la industria alimentaria que los usa actualmente como aditivos para modificar el color de una amplia variedad de productos como yogures, cremas, helados, salchichas, jamón cocido, galletas, dulces y zumos, etc.

A pesar de que tras ver las preciosas flores Arwen se sintió tentada a abandonar su plan de asesinarme y a arrojarse a mis brazos, la viuda de Aragorn decidió continuar con su estrategia para vengar la memoria del que fue su patético marido. Sin embargo, la que horas más tarde se convertiría en mi prometida no contaba con la segunda propiedad de las betalaínas contenidas en las flores de las Cariofilales: su capacidad antiinflamatoria basada, principalmente, en sus propiedades antioxidantes.

Para poder contrarrestar el alto poder inflamatorio de las dos armas de Arwen (ciclooxigenasa y lipoxigenasa) me vi obligado a purificar, mediante las técnicas de cromatografía de intercambio iónico y de extracción en fase sólida, diversos pigmentos correspondientes a la familia de las betalaínas que se encontraban presentes en las flores que regalé a mi amada. Además, sinteticé químicamente otras betalaínas en los laboratorios situados en los sótanos la fortaleza de Barad-dûr. En la siguiente imagen tienen las estructuras de todos estos pigmentos.

Betalaínas y análosos semisintéticos usados por Sauron para conquistar a Arwen

Una vez purificadas varias betalaínas procedentes de las flores y sintetizadas químicamente otras, el siguiente paso fue emplearlas para inactivar la actividad 5-LOX, la más poderosa de las enzimas con la que Arwen quería matarme. ¿Cómo lo hice? Muy fácil. Esta enzima oxida ácidos grasos para producir hidroperóxidos, reacción que se puede seguir en un espectrofotómetro en la región del ultravioleta. Si en presencia de betalaínas se reduce la aparición de hidroperóxidos la inactivación de 5-LOX habrá tenido éxito.

En la siguiente imagen pueden contemplar como al aumentar la concentración de betalaínas en el medio de reacción el incremento de absorbancia a 234 nm (longitud de onda a la que absorben los productos de 5-LOX) disminuye…. hasta el punto que una concentración de 350 micromolar de betalaínas inactiva totalmente la enzima de Arwen. De entre todas las betalaínas probadas la que demostró ser más efectiva para inhibir 5-LOX fue la que está marcada en la anterior figura con el número 2…de nombre betanidina.

Inactivación de la enzima LOX por las betalainas de flores

Por si fuera poco, y para asegurarme que la inhibición de 5-LOX era completa, identifiqué los productos de reacción por cromatografía líquida de alta resolución en presencia y en ausencia de betalaínas, observando que el 13 hidroperóxido del ácido linoleico es el producto mayoritario de la reacción de oxidación de dicho ácido graso por 5-LOX. Conclusión: la primera arma de Arwen, la enzima 5-LOX, ya estaba desactivada.

Pero a Arwen aun le quedaba una segunda baza para matarme, ciclooxigenasa (COX). Por ello mi siguiente paso fue comprobar el carácter antiinflamatorio de las betalaínas para destrozar esta enzima. La tarea fue fácil. La técnica empleada fue de nuevo la espectrofotometría pero esta vez en la región del espectro visible y no del ultravioleta ya que la formación de prostaglandinas a partir de ácido araquidónico se puede seguir a través de una reacción coloreada.

Espectro de los productos de COX sobre araquidónico en presencia y ausencia de betalaínas

Como se observa en la anterior imagen el espectro de absorbancia de los productos de COX es totalmente diferente en presencia y en ausencia de los pigmentos procedentes de las flores lo que confirmó que las betalaínas presentes en el ramo que regalé a Arwen eran capaces de inactivar su segunda arma. Los análisis también mostraron que de todos los pigmentos empleados el más efectivo para inhibir COX fue la feniletilamina-betaxantina, marcada con el número 5 anteriormente.

Arwen estaba a punto de caer en mis brazos. Por una parte estaba fascinada por los colores del ramo de flores que le había regalado. Por otra parte su plan de matarme a base de inducir procesos inflamatorios se había venido abajo por la capacidad farmacológica de las betalaínas presentes en las flores del ramo que le había regalado. En ese momento, y aprovechando que atisbé en sus ojos un momento de debilidad, decidí mostrarle una fotografía que iba a provocar su rendición total: el docking molecular.

En el campo del modelado molecular, el docking es un método que predice la conformación preferida de un molécula, al estar unida a otra, con el fin de formar un complejo estable. Esta técnica, que tiene su origen en la química computacional galardonada con el Premio Nobel de Química 2013 tal y como les conté aquí, es de gran importancia ya que permite simular en ordenadores reacciones químicas complejas para predecir como pueden interaccionar determinadas moléculas o para saber si  una reacción va a ocurrir o no. Este poder predictivo se emplea para muchas finalidades… entre las que se encuentra el desarrollo de nuevos fármacos.

Análisis por docking molecular de la interacción entre betalaínas y COX y 5-LOX. (más información en referencias)

Pues bien, usando las estructuras cristalinas de lipoxigenasa y ciclooxigenasa y diversos programas informáticos como PatchDock y AutoDock Vina, yo, el Señor Oscuro de Mordor también conocido por El Nigromante, logré predecir con gran exactitud los sitios de unión entre las betalaínas y los centros activos de las dos enzimas empleadas por Arwen. El conocimiento de estos datos tuvo dos consecuencias inmediatas.

La primera, la más científica, disponer de mayores datos para desarrollar fármacos antiinflamatorios a partir de las flores del orden de las Cariofilales. La segunda, la más importante, lograr que Arwen se olvidara de Aragorn y cayera rendida ante el verdadero Señor de los Anillos gracias al espectacular despliegue de técnicas analíticas y disciplinas científicas que usé en la fortaleza de Barad-dûr aquella noche.

Una vez conquistada Arwen, un servidor y la que fue reina consorte del Reino Unificado de Gondor y Arnor tras la Guerra del Anillo no solamente decidimos contarle a todo el mundo nuestro amor sino que enviamos nuestra historia a la prestigiosa revista científica Food Chemistry que, encantada de la vida, la publicó este mismo año 2014.

¿Y por qué esta revista no dudó en dar a conocer al mundo la historia de amor entre Sauron y la hija de Elrond y Celebrían?

Porque en ella se describe por primera vez la capacidad antiinflamatoria de unos pigmentos encontrados en la naturaleza lo que, unido a su capacidad para dar color a números alimentos, les proporciona una dualidad farmacológica/organoléptica hasta ahora desconocida que podrá ser usada en un futuro muy próximo por las industrias alimentaria y farmacológica.

Queridos amigos, antes de finalizar me gustaría enviar un mensaje a mi “amigo” Aragorn, hijo de Arathorn, heredero de Isildur, señor de los Dunedain, heredero del trono de Gondor, apodado Trancos, Capitán de los Montaraces del Norte.

“Espero sinceramente, patético líder de la Compañía del Anillo, que en el infierno donde te encuentres estés disfrutando de Gandalf y tus amigos los enanos, elfos y hobbits. Mientras tanto yo, el Señor Oscuro de Mordor, me lo estoy pasando en grande con Arwen, la que tú creías que te guardaría el luto tras tu muerte…es lo que hay, picha.”

Sauron

NOTA: Si te ha gustado el post puedes ayudarme a difundirlo en MNM pinchando en este enlace. GRACIAS.

Biblografía: Food Chemistry. 2014 Jul 1;154:246-54. Inactivation of lipoxygenase and cyclooxygenase by natural betalains and semi-synthetic analogues. Vidal P.J, López-Nicolás J.M, Gandía-Herrero F., García-Carmona F.