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Quinina y salud: del tratamiento de la malaria a los ensayos clínicos sobre el coronavirus

03/07/2020 - Fuente: Carmen Guerra / Fundación Descubre

Química sostenible: Salud y bienestar

Quinquina, Quinine, Cinchona officinalis

Quinquina, Quinine, Cinchona officinalis / Imagen: Adobe Stocke

La quinina estaba presente en la infusiones de corteza de quino que preparaban los quechuas para aliviar la fiebre y escalofríos, y en las bebidas que los colonizadores británicos preparaban para prevenir y aliviar los síntomas de la malaria. Hoy en día,  sus homólogos sintéticos -cloroquina e hidroxicloroquina-  forman parte de los recientes ensayos clínicos realizados en laboratorios de todo el mundo para encontrar un fármaco eficaz contra el coronavirus. Este dato es una muestra de lo que la química puede ofrecer para mejorar la salud y calidad de vida del ser humano.

“El conocimiento de los efectos que determinadas moléculas han tenido a lo largo de la historia de la humanidad constituye un excelente punto de referencia para poder apreciar el impacto que la química ha tenido en la sociedad a lo largo de la historia”. Si hay un compuesto que ejemplifica la idea expresada en esta cita del catedrático de Química Inorgánica de la Universidad de Murcia Alberto Tárraga Tomás, es la quinina. Esta sustancia es el principio activo básico en el tratamiento de la malaria, aislado en 1820 por Pelletier y Caventou.

En el año 1631, un nuevo medicamento conocido como “corteza jesuita” procedente del Nuevo Mundo, empezó a utilizarse en Roma como remedio para la malaria,una fiebre intermitente conocida  desde la antigüedad, y endémica en muchas zonas de Europa en esa época. Esta enfermedad,  provocada por el parásito Plasmodium, se transmite a través de la picadura de mosquitos hembra infectados del género Anopheles. 

El origen de este remedio se remonta a los quechuas, que preparaban una infusión a partir de la corteza de un árbol, quina-quina, para tratar la fiebre y los escalofríos. Cuando los conquistadores españoles portaron la malaria a la zona, los indígenas recurrieron a este brebaje para aliviar sus síntomas.
Los jesuítas observaron sus propiedades terapéuticas y pronto la llevaron a Europa. Las colonias españolas comenzaron a exportar el polvo extraído de la corteza de un árbol desconocido en el Viejo Mundo.

Houghton Library / Public domain

En 1744, cuando La Condamine, el naturalista, matemático y geógrafo francés que participó en la expedición destinada a medir la forma de la tierra regresó a París, publicó los hallazgos de su expedición. Entre ellos destacaba “el estudio sobre la quina”, descripción botánica del quino, la planta a partir de la cual se obtenía el remedio para la malaria: la quinina. Además, detalló las condiciones de cultivo y extracción, información muy interesante para poder trasladar la explotación de la planta a otros zonas. Sin embargo no consiguió hacerse con las semillas. 

La quinina y las potencias europeas

La quinina era fundamental para la expansión colonial europea, ya que era la única sustancia capaz de curar o prevenir la malaria. El contrabando de semillas fue, por tanto, una cuestión de Estado para británicos y holandeses que sufrían el monopolio de los españoles y, posteriormente, de las repúblicas andinas.
Estos organizaron campañas de exploración cuyo objetivo último era obtener semillas con las que iniciar plantaciones en sus territorios coloniales, India y Java respectivamente. En este marco se desarrollaron programas de investigación botánica y farmacológica para el cultivo de especies y variedades con mayor proporción de quinina. El imperio británico ganó la carrera del espionaje, pero fueron los holandeses quienes tuvieron mayor éxito en las plantaciones.

Cinchona Calisaya

Franz Eugen Köhler, Köhler’s Medizinal-Pflanzen / Public domain

Las expediciones lideradas por Clements Markham, Richard Spruce y Robert Cross lograron obtener semillas y árboles de diversa calidad. Sin embargo, fue Charles Ledger quien logró obtener semillas en la frontera peruana-boliviana de una especie de Cinchona cuya corteza contenía hasta un 10% de quinina (una mejora significativa sobre otras especies). En 1865, estas semillas fueron enviadas a Londres, pero el gobierno británico mostró poco interés, siendo finalmente vendidas a los holandeses que cultivaron y mejoraron la especie en su colonia de Java (ahora Indonesia). Esta especie se denominó Cinchona ledgeriana en honor a Charles Ledger, y fue el inicio del principal suministro mundial de quinina.

Desde que la quina empezó a ser utilizada en Europa, se intentó obtener extractos de corteza que contuvieran su esencia terapéutica. En 1810 el portugués Bernardino Antonio Gomes aisló una sustancia cristalina de un extracto alcohólico de la corteza de quina, que no llegó a purificar, a la que llamó cinchonino.
Serían los franceses Pierre Joseph Pelletier y Joseph Bienaimé Caventou quienes, en 1820, lograron aislar dos de los alcaloides de la quina: la quinina y la cinchonina. El descubrimiento de la quinina generó el desarrollo de industrias dedicadas a la producción del sulfato de quinina, radicadas, fundamentalmente, en Francia y Reino Unido.

La quinina en el laboratorio

La síntesis química de la quinina (C20H24N2O2) no fue sencilla. El primer intento tuvo lugar en 1856, cuando el joven William Perkin creó un laboratorio en su casa para sintetizar la quinina a partir del alquitrán de hulla. No lo logró pero descubrió un tinte sintético al que denomino mauveina, que iniciaría la era de la industria química y la síntesis orgánica.

Durante los años 20 y 30 del siglo XX llegaron a sintetizarse, en los laboratorios alemanes, sustitutos de la quinina como la plasmoquina, la quinacrina y el resochin, más tarde conocido como la cloroquina, pero este medicamento fue descartado debido a un error en el archivo de las pruebas en el laboratorio.
En 1941, en Estados Unidos, se intensificaron las investigaciones sobre la malaria y la producción de fármacos, pues las plantaciones de árbol de la quina en la Indonesia holandesa, que suponían el 97% del comercio mundial de quinina, estaban en peligro de caer en manos japonesas, lo que ocurrió poco después de Pearl Harbor.

Poster II GM: “Mantén fuera a los mosquitos de la malaria y repara las pantallas rasgadas”. Servicio de Salud Pública de Estados Unidos, 1941-1945.

National Archives at College Park / Public domain

El programa de investigación de Estados Unidos, denominado Manhattan biológico, incluía el ensayo de compuestos químicos con posible actividad antimalárica. Al final de la guerra, en 1945, se habían testado más de 16000 compuestos. Entre ellos destacaba la cloroquina, que remplazaría a la quinina al ser menos tóxica y más eficaz. Sin embargo, cuando el parásito Plasmodium falciparum desarrolló resistencia a la misma, y la cloroquina dejo de ser efectiva, resurgió de nuevo el empleo de la quinina.

Los químicos americanos R.B. Woodward y W.E. Doergin consiguieron sintetizarla en 1944. Desde entonces, se han conseguido otras síntesis totales más eficaces, pero ninguna de ellas puede competir a nivel económico con las técnicas de aislamiento y purificación del alcaloide a partir de fuentes naturales.

La quinina se une al ADN del parásito e impide su replicación. Solo afecta a las células infectadas por el plasmodium, ya que estas absorben la molécula en mayores proporciones que las no afectadas. Ya se conocen casos de resistencia a la quinina, por lo que el diseño de la vacuna es una necesidad primordial para la erradicación de esta enfermedad.

La quinina ha saltado a la actualidad en estos días, ya que esta molécula, junto con sus homólogos sintéticos -cloroquina e hidroxicloroquina– forma parte de los ensayos clínicos que se están realizando en laboratorios de todo el mundo para encontrar un fármaco eficaz contra la covid-19. Este dato es una muestra de lo que la química puede ofrecer para mejorar la salud y calidad de vida del ser humano.

 

Referencias:

Rocco, F. (2004) The Miraculous fever-tree. The cure that changed the world HarperCollins, ISBN-10: 0006532357

Garfield, S. (2002) Mauve: How One Man Invented a Color That Changed the World. . W. Norton & Company; ISBN-10: 0393323137

https://www.wikiwand.com/en/History_of_malaria  (Consultada por última vez 03/07/2020)

https://culturacientifica.com/2017/01/16/historias-la-malaria-arbol-la-quina/ (Consultada por última vez 03/07/2020)

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