A pesar de la amplia utilización de los antifolatos, éstos nunca se encontraron efectivos para el tratamiento de C. albicans. El metotrexato (MTX) muestra alta afinidad por la dihidrofolato reductasa (DHFR) de C. albicans pero no presenta actividad contra el hongo en tratamientos in vivo. En un reciente trabajo comprobamos que la pirimetanina interfiere con la ruta de biosíntesis de ergosterol en C. albicans y que es mucho más activa en presencia de los azoles. Esto ha sacado a la luz el punto de conexión entre el ciclo del ácido fólico y la ruta de biosíntesis del ergosterol. Estos resultados podrían ser de interés para nuevos tratamientos contra C. albicans que incluyan antifolatos o una mezcla de antifolatos y otros antifúngicos.

Descripción de la investigación

Candida albicans es un microorganismo muy común y distribuido por todo el mundo. Se lo puede encontrar formando parte de la flora vaginal, en la mucosa bucal, en el tracto digestivo y en la piel y no ocasionar ningún tipo de síntoma o de enfermedad (aproximadamente el 25% de las mujeres son portadoras de este microorganismo en el tracto genitourinario sin presentar por ello ningún síntoma ni alteración).

Los síntomas aparecen cuando el equilibrio entre los microorganismos de esta flora normal se pierde y la población de C. albicans aumenta en relación con la de los otros microorganismos. Esto sucede al aparecer ciertas condiciones favorables en el medio vaginal que permiten el crecimiento desmesurado de C. albicans en detrimento de la flora bacteriana normal. Un medio ambiente que dificulte la supervivencia de otros microorganismos puede igualmente ocasionar un desequilibrio que conlleve la infección sintomática por estas levaduras. Candida albicans es la causa más común de vaginitis. Esta infección es frecuente en mujeres que toman anticonceptivos orales que contienen estrógenos y en mujeres embarazadas, donde también existe un aumento de los niveles de estrógenos en el organismo. El aumento del nivel hormonal ocasiona cambios en el ambiente vaginal que lo hacen perfecto para el crecimiento del hongo. El tratamiento de elección de las infecciones no sistémicas por C. albicans consiste en la administración de azoles.¹ Estos compuestos interfieren con la síntesis de ergosterol, al inhibir la C14-alfa-desmetilasa, una enzima acoplada al citocromo P-450 y que transforma lanosterol en ergosterol.² Esta inhibición altera la fluidez de la membrana, aumentando la permeabilidad y produciendo una inhibición del crecimiento celular y de la replicación. Sin embargo, en la actualidad, ciertas cepas de C. albicans mostraron resistencia a estos fármacos, que además presentan efectos adversos en humanos, por lo que, la necesidad de nuevos antifúngicos contra este hongo es una realidad.

La dihidrofolato reductasa (DHFR; EC 1.5.1.3) es una enzima que se encuentra distribuida en toda la escala filogenética y cataliza dos reducciones sucesivas (dependientes de NADPH) que transforman el ácido fólico en sus correspondientes formas activas.³ La primera reducción da lugar a 7,8-dihidrofolato (DHF) y la segunda produce 5,6,7,8-tetrahidrofolato (THF). La función coenzimática del THF consiste en la movilización y utilización de grupos funcionales de un carbono. Estas reacciones están implicadas en la síntesis de timidilato (asociada a la timidilato sintasa), purinas y varios aminoácidos (serina, glicina, metionina e histidina). Esta función central en el metabolismo nitrogenado de la célula hace que su inhibición sea crítica. Así, la inhibición de la DHFR da lugar a un bloqueo de la síntesis, metilación y reparación del ADN, llevando a la muerte celular por apoptosis. Esto hace que esta enzima sea muy interesante como diana para fármacos, no sólo para células tumorales, sino también a nivel de hongos, protozoos, bacterias o células que padecen algún tipo de reacción autoinmune.

En los últimos años, la DHFR ha sido estudiada ampliamente debido a que es el objetivo de acción de numerosos antimetabolitos o antifolatos que son clínicamente útiles. Los antifolatos son, por lo general, análogos estructurales del DHF que compiten por el centro activo de la DHFR. Estos compuestos se unen a la enzima con una fuerza al menos mil veces superior a la de los sustratos normales. Así pues, estos compuestos bloquean la utilización del folato y del DHF. Ya en 1948 se habían sintetizado dos análogos del folato, la aminopterina y el metotrexato (MTX) y se observó que inducían remisiones en las leucemias agudas. Actualmente estos compuestos se usan para el tratamiento de otros tipos de cáncer y forman parte de los utilizados hoy en quimioterapia. En general, los antifolatos son más selectivos sobre células que se dividen intensamente (como las tumorales), ya que éstas agotan con más rapidez su reserva de folatos reducidos. Sin embargo, también pueden ser tóxicos para células normales. Los efectos secundarios nocivos se observan en los tejidos que proliferan en el ámbito de su función normal; estos tejidos son la mucosa intestinal, las células pilosas y los componentes del sistema inmune.

Dentro de otra clase de inhibidores de la DHFR se encuentra la trimetropima (TMP). Este compuesto es un inhibidor específico de las DHFR de origen procariota. La TMP y otros compuestos similares se usan ampliamente en el tratamiento de las infecciones bacterianas y el éxito de estos fármacos radica en que son inhibidores extraordinariamente débiles de las DHFR de los vertebrados. La TMP se administra a menudo en combinación con una sulfonamida para inhibir la síntesis del folato y bloquear, por tanto, dos pasos secuenciales de la misma ruta. Otros antifolatos, en los que se incluye la pirimetanina, presentan una alta especificidad frente a la enzima de origen protozoario y han sido usados para el tratamiento de la malaria.

A pesar de la amplia utilización de los antifolatos, éstos nunca han sido encontrados efectivos para el tratamiento de C. albicans. Este organismo eucariota produce una DHFR insensible a la TMP, la cual es muy similar a la DHFR de mamíferos. Por otro lado, el MTX que muestra una alta afinidad por la DHFR de C. albicans, sin embargo, no presenta actividad contra el hongo en tratamientos in vivo.^4,5 En un reciente trabajo comprobamos que la pirimetanina interfiere con la ruta de biosíntesis de ergosterol en C. albicans y que es mucho más activa en presencia de los azoles, presentando así un comportamiento sinérgico. Esto ha sacado a la luz el punto de conexión entre el ciclo del ácido fólico (gobernado por la DHFR) y la ruta de biosíntesis de ergosterol. Además, se estudió la resistencia de este hongo al MTX. El MTX no es capaz de atravesar la membrana del hongo cuando éste se encuentra en su forma de levadura (no patógena), sin embargo, es transportado eficientemente cuando está en su forma filamentosa (patógena). Todos estos resultados podrían ser de interés para nuevos tratamientos contra C. albicans que incluyan antifolatos o una mezcla de antifolatos y otros antifúngicos.

Referencias bibliográficas

1. Henry KW, Nickels JT, Edlind TD. Upregulation of ERG genes in Candida species by azoles and other sterol biosynthesis inhibitors. Antimicrob Agents Chemother 44:2693-700, 2000.

2. Munayyer HK, Mann PA, Chau AS, Yarosh-Tomaine T, Greene JR, Hare RS, Heimark L, Palermo RE, Loebenberg D, McNicholas PM. Posaconazole is a potent inhibitor of sterol 14?-demethylation in yeasts and molds. Antimicrob Agents Chemother 48:3690-96, 2004.

3. Blakley RL. The biochemistry of folic acid and related pteridines. Amsterdam: North-Holland; 1969.

4. Baccanari DP, Tansik RL, Joyner SS, Fling ME, Smith PL, Freisheim JH. Characterization of Candida albicans dihydrofolate reductase. J Biol Chem 264:1100-07, 1989.

5. Fekete-Forgács K, Kis B, Nagy G, Lenkey B. Effect of fluconazole on the growth and adhesion of Candida albicans in the presence of antineoplastic agents. J Basic Microbiol 39:305-10, 1999.