La β- carbolina (9 H - pirido [3,4- b ] indol ) representa la estructura química básica de más de cien alcaloides y compuestos sintéticos. Los efectos de estas sustancias dependen de su respectivo sustituyente . Las β-carbolinas naturales influyen principalmente en las funciones cerebrales, pero también pueden exhibir efectos antioxidantes [1] . Recientemente se ha demostrado que los derivados de la β-carbolina diseñados sintéticamente tienen propiedades neuroprotectoras , [2] de mejora cognitiva y anticancerígenas . [3]
Los efectos farmacológicos de las β-carbolinas específicas dependen de sus sustituyentes . Por ejemplo, la β-carbolina harmina natural tiene sustituyentes en la posición 7 y 1. Por lo tanto, actúa como un inhibidor selectivo de la proteína quinasa DYRK1A , una molécula necesaria para el neurodesarrollo . [4] [5] También exhibe varios efectos similares a los antidepresivos en ratas al interactuar con el receptor de serotonina 2A . [6] [7] Además, aumenta los niveles del factor neurotrófico derivado del cerebro ( BDNF ) en el hipocampo de rata.. [7] [8] Un nivel reducido de BDNF se ha asociado con depresión mayor en humanos. El efecto antidepresivo de la harmina también podría deberse a su función como inhibidor de la MAO-A al reducir la descomposición de la serotonina y la noradrenalina . [8] [9]
Un derivado sintético , 9-metil-β-carbolina , ha mostrado efectos neuroprotectores que incluyen una mayor expresión de factores neurotróficos y una mayor actividad de la cadena respiratoria . [10] [11] También se ha demostrado que este derivado mejora la función cognitiva , [12] aumenta el recuento de neuronas dopaminérgicas y facilita la proliferación sináptica y dendrítica . [13] [14] También exhibió efectos terapéuticos en modelos animales para la enfermedad de Parkinson y otrasprocesos neurodegenerativos . [11]
Sin embargo, las β-carbolinas con sustituyentes en la posición 3 reducen el efecto de la benzodiazepina sobre los receptores GABA-A y, por lo tanto, pueden tener efectos convulsivos , ansiogénicos y potenciadores de la memoria. [15] Además, la 3-hidroximetil-beta-carbolina bloquea el efecto promotor del sueño del flurazepam en roedores y, por sí misma, puede disminuir el sueño de manera dependiente de la dosis. [16] Otro derivado, el metil-β-carbolina-3-carboxilato, estimula el aprendizaje y la memoria en dosis bajas , pero puede provocar ansiedad y convulsiones en dosis altas. [15]Con la modificación en la posición 9 se han observado efectos positivos similares para el aprendizaje y la memoria sin promover la ansiedad o la convulsión. [12]
Los derivados de la β-carbolina también mejoran la producción del antibiótico reveromicina A en las especies de " Streptomyces " que habitan en el suelo. [17] [18] Específicamente, la expresión de genes biosintéticos se ve facilitada por la unión de la β-carbolina a un gran regulador de unión a ATP de la familia LuxR .
También Lactobacillus spp. secreta una β-carbolina (1-acetil-β-carbolina) que evita que el hongo patógeno Candida albicans cambie a una forma de crecimiento más virulenta (transición de levadura a filamento). Por lo tanto, la β-carbolina revierte los desequilibrios en la composición del microbioma que causan patologías que van desde la candidiasis vaginal hasta la sepsis fúngica. [19]