Nuevos sustitutos del azúcar

El Dr. Amiram Goldblum es profesor emérito de Química Medicinal Computacional en el Instituto de Investigación de Drogas de la Facultad de Farmacia de la Universidad Hebrea de Jerusalem. Entre sus muchos descubrimientos se encuentra su algoritmo único y premiado: Eliminación Estocástica Iterativa (ISE) (ver recuadro).
Si bien el ISE se ha utilizado para identificar rápidamente fármacos potenciales, también se puede utilizar para identificar otras sustancias químicas útiles, como los sustitutos del azúcar.

Ah, azúcar, azúcar, me tienes deseándote

En todo el mundo, la diabetes va en aumento. El número de diabéticos casi se cuadruplicó entre 1980 y 2014, afectando a 422 millones de personas. Además, la diabetes a menudo causa otras dolencias, como insuficiencia renal, ceguera, ataques cardíacos, derrames cerebrales y más.

Ya a finales de la década de 1950, y en rápido aumento en las últimas décadas, aparecieron en el mercado edulcorantes artificiales. En términos generales, estos se pueden dividir en tres “familias” químicas: péptidos, sulfonamidas y sacáridos / glucósidos. A pesar de sus diferencias químicas, todos son mucho más dulces que el azúcar, al tiempo que dejan un regusto amargo.

Dulces para mi dulce (receptores)

Podemos saborear la dulzura gracias a la presencia de proteínas TAS1R2 / TAS1R3 en nuestro cuerpo, principalmente en nuestra lengua y boca. Una proteína similar transmite los sabores umami (salados), y es muy posible que el azúcar y los sustitutos del azúcar también transmitan su efecto a través de estos receptores. Además, veinte proteínas diferentes pueden sentir los sabores amargos, y se supone que algunas de ellas pueden causar el regusto amargo asociado con los azúcares sustitutos, a pesar de las diferentes estructuras de las proteínas de “sabor amargo”.

Para resolver este problema, el profesor Goldblum ha construido modelos computacionales que son capaces de distinguir entre sabores dulce, umami y amargo, y luego selecciona millones de moléculas disponibles comercialmente a través de estos modelos, buscando aquellas que afectarán solo al receptor dulce ( y no los receptores amargos).

“Al identificar moléculas que se asemejan al sabor dulce del azúcar pero sin su impacto negativo y peligroso en nuestra salud, espero poder ofrecer a los consumidores un producto mejor y, al mismo tiempo, contribuir a la reducción de la diabetes en todo el mundo”.

 Prof. Amiram Goldblum

Una vez que detecte estas moléculas, el profesor Goldblum llevará sus hallazgos al laboratorio, junto con un socio del Technion. Probarán las mejores moléculas en ratones, examinando si prefieren el sustituto o el real, así como el efecto de los sustitutos reales y del azúcar en sus movimientos, gasto de energía y metabolismo. No hace falta decir que los ratones no tendrán la última palabra; después de todo, saben los dulces de manera diferente a los humanos.

Solo una cucharada de azúcar

El primer paso hacia la aprobación de la FDA es presentar una solicitud para un nuevo medicamento en investigación. La molécula se probará en un pequeño grupo de personas sanas para determinar que no es tóxica en varias alternativas de dosis. Una vez aprobado, un panel de probadores ayudará a determinar la cantidad exacta necesaria para obtener el mismo dulzor que una cucharada de azúcar. La nueva molécula probablemente se medirá en miligramos, en comparación con los paquetes que se encuentran comúnmente en restaurantes y cafés, que contienen de 2 a 4 gramos de azúcar.

No es difícil imaginar el atractivo de mercado generalizado de un producto de este tipo. Con la diabetes en aumento, una reducción del consumo de azúcar tiene el potencial de salvar y mejorar la vida de millones de personas en todo el mundo. Afortunadamente para aquellos a los que les gustan los dulces, es posible que hacer dieta nunca sea más fácil.

ISE es un algoritmo genérico capaz de resolver problemas combinatorios extremadamente complejos, como encontrar las mejores soluciones a un problema que tiene una enorme cantidad de posibles soluciones que no son susceptibles de un examen completo de ninguna manera.
El algoritmo examina muchas posibilidades y las rechaza en varias “rondas”, hasta que el número de combinaciones es lo suficientemente pequeño como para ser calculado por completo. La ventaja significativa de esta herramienta computacional es su capacidad para sugerir buenas soluciones in silico (computarizadas) en muy poco tiempo, lo que sería imposible de realizar en el laboratorio. Para la investigación de fármacos, ya ha acortado el tiempo para descubrir nuevos fármacos candidatos de años a meses, e incluso semanas.
Esta innovación le valió el Premio a la Innovación Kaye de la Universidad Hebrea de 2017.