Jeffrey Rimer, profesor asociado de ingeniería química de la Universidad de Houston, fue el autor principal del estudio, publicado el 8 de agosto en la edición digital de Nature. El trabajo ofrece la primera evidencia de que el compuesto hidroxicitrato (HCA) es un eficaz inhibidor del crecimiento de los cristales de oxalato de calcio que, en determinadas condiciones, es realmente capaz de disolver estos cristales. Los investigadores también explican cómo funciona.
Los hallazgos son el resultado de una combinación de estudios experimentales, estudios computacionales y estudios en humanos, dijo Rimer.
Los cálculos renales son pequeños depósitos minerales duros que se forman en el interior de los riñones y que afectan hasta al 12% de los hombres y al 7% de las mujeres. La presión arterial alta, la diabetes y la obesidad pueden aumentar el riesgo, y la incidencia reportada está en aumento.
El tratamiento preventivo no ha cambiado mucho en las últimas tres décadas. Los médicos dicen a los pacientes con riesgo de desarrollar cálculos que beban mucha agua y eviten los alimentos ricos en oxalato, como el ruibarbo, el quimbombó, las espinacas y las almendras. A menudo recomiendan tomar citrato (CA), en forma de citrato de potasio, un suplemento que puede ralentizar el crecimiento de los cristales, pero algunas personas son incapaces de tolerar los efectos secundarios.
El proyecto surgió del trabajo preliminar realizado por el colaborador John Asplin, nefrólogo de Litholink Corporation, que sugirió el HCA como posible tratamiento. El HCA es químicamente similar al CA y también está disponible como suplemento dietético.
«El HCA se muestra prometedor como terapia potencial para prevenir los cálculos renales», escribieron los investigadores. «El HCA puede ser preferido como terapia sobre el CA (citrato de potasio)».
Además de Rimer y Asplin, entre los autores del artículo se encuentran Giannis Mpourmpakis y su estudiante de posgrado, Michael G. Taylor, de la Universidad de Pittsburgh; Ignacio Granja, de Litholink Corporation, y Jihae Chung, un estudiante de posgrado de la UH que trabaja en el laboratorio de Rimer.
Los estudios cara a cara de CA y HCA determinaron que, aunque ambos compuestos inhiben el crecimiento de los cristales de oxalato de calcio, el HCA era más potente y mostraba cualidades únicas que son ventajosas para el desarrollo de nuevas terapias.
El equipo de investigadores utilizó entonces la microscopía de fuerza atómica, o AFM, para estudiar las interacciones entre los cristales, CA y HCA en condiciones de crecimiento realistas. Según Rimer, la técnica les permitió registrar el crecimiento de los cristales en tiempo real con una resolución casi molecular.
Chung observó que las imágenes de AFM registraron que el cristal realmente se encogía cuando se exponía a concentraciones específicas de HCA. Rimer sospechó que el hallazgo inicial era una anomalía, ya que es raro ver que un cristal se disuelva realmente en soluciones de crecimiento altamente sobresaturadas. Los inhibidores más eficaces de los que se tiene constancia en la literatura simplemente impiden que el cristal crezca.
Resultó que el hallazgo inicial de Chung era correcto. Una vez que confirmaron que es posible disolver los cristales en soluciones sobresaturadas, los investigadores buscaron las razones para explicar por qué sucedía eso.
Mpourmpakis y Taylor aplicaron la teoría del funcional de la densidad (DFT) -un método computacional de gran precisión utilizado para estudiar la estructura y las propiedades de los materiales- para abordar cómo el HCA y el CA se unen al calcio y a los cristales de oxalato de calcio. Descubrieron que el HCA formaba una unión más fuerte con las superficies de los cristales, induciendo una tensión que aparentemente se alivia con la liberación del calcio y el oxalato, lo que conduce a la disolución de los cristales.
El HCA también se probó en sujetos humanos, ya que siete personas tomaron el suplemento durante tres días, lo que permitió a los investigadores determinar que el HCA se excreta a través de la orina, un requisito para que el suplemento funcione como tratamiento.
Aunque Rimer dijo que la investigación estableció las bases para diseñar un medicamento eficaz, aún quedan preguntas. Se necesita seguridad a largo plazo, dosis y ensayos adicionales en humanos, dijo.
«Pero nuestros hallazgos iniciales son muy prometedores», dijo. «Si funciona in vivo, de forma similar a nuestros ensayos en el laboratorio, el HCA tiene el potencial de reducir la tasa de incidencia de las personas con enfermedad renal crónica por cálculos.»