Compuesto de bacterias naturales ofrece un aclaramiento seguro de la piel

Científicos japoneses identificaron el compuesto que puede inhibir la enzima responsable de la acumulación excesiva de melanina en la piel humana.

Hiperpigmentación

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La melanina protege la piel, el órgano más grande del cuerpo y es un componente vital del sistema inmunológico, de los efectos dañinos de la radiación ultravioleta (UV). Cuando la piel se expone a la radiación ultravioleta, se estimula la producción de melanina en los melanocitos, y la tirosinasa desempeña un papel clave en la vía biosintética. Sin embargo, las alteraciones en esta vía causadas por la exposición a los rayos UV o el envejecimiento pueden provocar una acumulación excesiva de melanina, lo que provoca hiperpigmentación. Para solucionar este problema, los inhibidores de la tirosinasa que suprimen la síntesis de melanina se han vuelto valiosos en la industria cosmética. Desafortunadamente, se ha descubierto que algunos de estos compuestos, como la hidroquinona, son tóxicos para la piel humana y causan problemas como síntomas similares al vitiligo y erupciones cutáneas. En consecuencia, ya no se recomienda el uso de hidroquinona.

La creciente demanda de alternativas más seguras en el aclaramiento de la piel, ha provocado una competencia para descubrir inhibidores de la tirosinasa a partir de microbios que produzcan compuestos con baja toxicidad. Recientemente, investigadores de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS) identificaron un prometedor inhibidor de la tirosinasa de Corynebacterium tuberculostearicum (C. tuberculostearicum)¹, una bacteria que se encuentra comúnmente en la piel humana. El estudio, dirigido por el profesor asistente Yuuki Furuyama del Departamento de Biociencia Aplicada de TUS, fue publicado en la Revista Internacional de Ciencias Moleculares el 4 de julio último. Los coautores, la Sra. Yuika Sekino y el profesor Kouji Kuramochi, también de TUS, contribuyeron a los hallazgos. El Dr. Furuyama explicó su enfoque: “Las bacterias que residen en nuestra piel y evaden las respuestas inmunes a menudo se convierten en comensales, sin beneficiarnos ni dañarnos. Elegimos investigar los metabolitos producidos por estas bacterias comensales por su potencial como inhibidores de la tirosinasa. Estos productos naturales derivados de la piel presentan una baja toxicidad, lo que los hace inherentemente más seguros”.

_Después de examinar más de 100 bacterias derivadas de la piel, el equipo identificó a C. tuberculostearicum como productor de un potente compuesto inactivador de tirosinasa. Sus ensayos utilizaron tirosinasa del hongo Agaricus bisporus para confirmar la inhibición. Experimentos posteriores identificaron el compuesto activo como ciclo(L-Pro-L-Tyr). Luego, los investigadores realizaron simulaciones de acoplamiento tridimensionales (3D) para dilucidar cómo funciona el ciclo(L-Pro-L-Tyr).

“Nuestro objetivo era comprender cómo el ciclo(L-Pro-L-Tyr) altera la actividad de la tirosinasa”, explicó Furuyama. “En la biosíntesis de melanina, la tirosinasa convierte inicialmente la L-tirosina (L-Tyr) en dihidroxifenilalanina (DOPA) quinona, que luego se transforma en DOPA cromo. En última instancia, DOPA cromo se polimeriza para producir melanina. Nuestros hallazgos revelaron que el ciclo(L-Pro-L-Tyr) imita a L-Tyr, uniéndose y obstruyendo la bolsa de unión al sustrato de la tirosinasa del hongo. Esta interferencia inactiva la enzima. Furuyama destacó la importancia del descubrimiento: “Nuestro estudio es el primero en identificar y dilucidar el mecanismo de un inhibidor de la tirosinasa derivado de una bacteria de la piel”.

El equipo es muy optimista sobre el potencial de su descubrimiento. La literatura científica respalda la naturaleza no tóxica del ciclo(L-Pro-L-Tyr) para las células humanas, lo que subraya su idoneidad como probiótico de la piel para combatir la hiperpigmentación. Además, el metabolito exhibe propiedades beneficiosas adicionales, como actividades antimicrobianas, antioxidantes y anticancerígenas, lo que mejora aún más su potencial terapéutico en diversas aplicaciones. De particular interés es el éxito del equipo en la extracción de cantidades sustanciales de ciclo(L-Pro-L-Tyr) de C. tuberculostearicum, allanando el camino para una posible producción a escala industrial. Esta capacidad es crucial para garantizar la viabilidad financiera de la fabricación de ingredientes activos a gran escala.

Obstáculos

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A pesar de las perspectivas prometedoras, el Dr. Furuyama reconoce que existen importantes obstáculos que superar antes de que estos ingredientes activos naturales puedan llegar a los consumidores. Destacó la necesidad de una investigación exhaustiva que preceda a la adopción generalizada del ciclo(L-Pro-L-Tyr) en cosméticos. “Antes de que el ciclo(L-Pro-L-Tyr) pueda utilizarse ampliamente, son esenciales más estudios. Es crucial realizar pruebas con tirosinasa humana, que difiere estructuralmente de la tirosinasa de los hongos. También son necesarios análisis detallados de sus mecanismos de acción para garantizar la eficacia y seguridad”, explicó.

En conclusión, si bien el potencial es considerable, la validación y la comprensión científicas exhaustivas son requisitos previos para la eventual aplicación del ciclo(L-Pro-L-Tyr) en productos para el cuidado de la piel humana con problemas de hiperpigmentación.

Sobre Yuuki Furuyama

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Yuuki Furuyama obtuvo su doctorado en el Departamento de Ciencias Biológicas Aplicadas de la Universidad de Ciencias de Tokio (TUS) en 2018 y actualmente se desempeña como profesor asistente en el departamento. Su investigación se centra en microbiología aplicada, química de productos naturales y biología química. Desde 2021, es autor de ocho artículos revisados ​​por pares que muestran sus contribuciones en este campo. En reconocimiento a sus logros, el Dr. Furuyama fue honrado con el Premio Rohto Biotech Grand Prix 2023, destacando su importante impacto en la biotecnología y disciplinas relacionadas.

Importante

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• El paper Cyclo(L-Pro-L-Tyr) isolated from the human skin commensal Corynebacterium tuberculostearicum inhibits tyrosinase fue publicado en International Journal of Molecular Sciences. Sus autores son: Yuika Sekino, Ikuya Yamamoto, Masahiro Watanabe, Kouji Kuramochi & Yuuki Furuyama.

• La investigación fue apoyada por la subvención JSPS KAKENHI número 22K14814.

• Fuente: Breakthrough: Natural Bacteria Compound Offers Safe Skin Lightening

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