Análisis químico de la semilla de Aspidosperma cf. album (Vahl) Benoist ex Pichon y evaluación in silico de su actividad antiepiléptica

La epilepsia es una enfermedad neurológica común que afecta significativamente la calidad de vida especialmente en pacientes resistentes a los tratamientos actuales. Ante esta limitación terapéutica, la medicina tradicional surge como una fuente prometedora de compuestos bioactivos. En este estudio...

Full description

Autores:
Saavedra Peña, Nicolas
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2025
Institución:
Universidad de Ibagué
Repositorio:
Repositorio Universidad de Ibagué
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/5246
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12313/5246
Palabra clave:
Aspidosperma cf. album (Vahl) Benoist ex Pichon - Semilla Antiepiléptica
Aspidosperma cf. album (Vahl) Benoist ex Pichon - Antiepiléptica
Aspidosperma cf. album (Vahl) Benoist ex Pichon - Medicina tradicional
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De La Torre Marquez, Pedro Luis
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description La epilepsia es una enfermedad neurológica común que afecta significativamente la calidad de vida especialmente en pacientes resistentes a los tratamientos actuales. Ante esta limitación terapéutica, la medicina tradicional surge como una fuente prometedora de compuestos bioactivos. En este estudio se investigó la semilla de Aspidosperma cf. album o “coquindo”, utilizada por comunidades indígenas del sur de Colombia para tratar la epilepsia. Se realizó una caracterización química detallada mediante GC-MS, HS-SPME-GC-MS y GC-FID identificando 88 compuestos. Entre ellos, ácidos grasos, ésteres, terpenos y volátiles. Además, se emplearon análisis in silico y data driven como fragmentos, scaffolds y medidas de similitud estructural MCS y Tanimoto. Utilizando una base de datos propia de 37 fármacos antiepilépticos, 140 dianas moleculares relevantes, 280 fuentes bibliográficas y estructurales (PDB). Varios compuestos naturales mostraron alta similitud estructural con medicamentos como pregabalina, gabapentina, vigabatrina, ácido valproico y carbamazepina asociados a dianas como canales iónicos de calcio, sodio y el sistema GABAérgico. Destacaron especialmente los ácidos grasos saturados de cadena media y terpenoides por su potencial actividad antiepiléptica. Este trabajo resalta el potencial farmacológico de A. cf. album y valida los conocimientos en medicina tradicional como base para la bioprospección racional integrando etnofarmacología, química de productos naturales y bioquímica computacional para el desarrollo de terapias alternativas contra la epilepsia.
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Entre ellos, ácidos grasos, ésteres, terpenos y volátiles. Además, se emplearon análisis in silico y data driven como fragmentos, scaffolds y medidas de similitud estructural MCS y Tanimoto. Utilizando una base de datos propia de 37 fármacos antiepilépticos, 140 dianas moleculares relevantes, 280 fuentes bibliográficas y estructurales (PDB). Varios compuestos naturales mostraron alta similitud estructural con medicamentos como pregabalina, gabapentina, vigabatrina, ácido valproico y carbamazepina asociados a dianas como canales iónicos de calcio, sodio y el sistema GABAérgico. Destacaron especialmente los ácidos grasos saturados de cadena media y terpenoides por su potencial actividad antiepiléptica. Este trabajo resalta el potencial farmacológico de A. cf. album y valida los conocimientos en medicina tradicional como base para la bioprospección racional integrando etnofarmacología, química de productos naturales y bioquímica computacional para el desarrollo de terapias alternativas contra la epilepsia.Epilepsy is one of the most prevalent neurological disorders worldwide, significantly impacting patients' quality of life, particularly in drug-resistant cases. Despite advances in pharmacotherapy, around 30% of patients do not respond adequately to current antiepileptic drugs, driving the search for new therapeutic alternatives. In this context, traditional medicine has gained attention as a source of bioactive compounds with pharmacological potential. This study investigates the seed of Aspidosperma cf. album locally known as "coquindo", traditionally used by Indigenous communities in southern Colombia for epilepsy treatment. A comprehensive chemical characterization was performed using chromatographic techniques (GC-MS, HS-SPME-GC-MS, and GC-FID), identifying 88 compounds including fatty acids, esters, terpenes, and volatile constituents. Subsequently, in silico approaches were applied, including fragment and scaffold analysis, as well as structural similarity evaluations using MCS and Tanimoto coefficients. A custom database of 37 antiepileptic drugs and a matrix of 140 molecular targets relevant to epilepsy, compiled from over 280 bibliographic and structural sources (PDB), supported the computational analysis. Several natural compounds from A. cf. album. showed high structural similarity to drugs such as pregabalin, gabapentin, vigabatrin, valproic acid, and carbamazepine, which act on calcium and sodium channels and the GABAergic system. Medium-chain saturated fatty acids and terpenoids emerged as promising scaffolds with potential antiepileptic activity. Overall, the findings highlight the pharmacological value of A. cf. album secondary metabolites and validate traditional medicine as a valuable starting point for the rational bioprospecting of new therapeutic agents. This work strengthens the link between ethnopharmacology, natural product chemistry, and computational pharmacology, opening new avenues for the development of alternative epilepsy treatments.PregradoBiólogo Ambiental1. Introducción.....15 2. Objetivos.....17 2.1. Objetivo general.....17 2.2. Objetivos específicos.....17 3. Hipótesis.....18 4. Planteamiento del problema.....18 5. Justificación.....19 6. Marco Conceptual.....19 6.1. Metodología analítica para la identificación de metabolitos secundarios.....19 6.2. Extracción de compuestos.....20 6.3. Técnicas cromatográficas y espectroscópicas.....20 6.4. Construcción de bases de datos químicas.....20 6.5. Análisis de similitud estructural.....21 6.5.1. Scaffolds moleculares.....21 6.5.2. Maximum Common Substructure).....21 6.5.3. Índice de Tanimoto.....21 6.5.4. Scaffold y matrices comparativas.....22 6.5.5. Data driven.....22 6.5.6. Implementación en Python.....22 7. Estado del Arte.....23 8. Marco teórico.....28 8.1. Género Aspidosperma.....28 8.2. Compuestos químicos típicos Aspidosperma.....28 8.3. Aspidosperma cf. album.....29 8.3.1. Clasificación taxonómica.....30 8.3.2. Distribución geográfica.....30 8.3.3. Características generales y relevancia.....31 8.3.4. Descripción botánica de Aspidosperma album.....32 8.3.5. Usos tradicionales de Aspidosperma album.....32 8.4. Importancia del estudio etnobotánico y farmacológico.....32 8.5. Técnicas analíticas.....33 8.6. Epilepsia.....33 8.6.1. Impacto social y clínico.....34 8.6.2. Clasificación de la epilepsia.....34 8.6.3. Fisiopatología de la epilepsia.....35 8.7. Fármacos antiepilépticos.....36 8.8. Clasificación de los FAEs según su generación.....36 8.8.1. Fármacos de primera generación.....36 8.8.2. Fármacos de segunda generación.....37 8.8.3. Fármacos de tercera generación.....37 8.9. Mecanismos de acción de los FAEs.....37 8.9.1. Modulación de canales iónicos.....37 8.9.2. Sistema GABAérgico.....37 8.9.3. Inhibición del sistema glutamatérgico.....38 8.9.4. Modulación sináptica vesicular.....38 8.10. Limitaciones de los tratamientos actuales.....39 9. Metodología.....40 9.1. Recolección de material vegetal.....40 9.2. Identificación del material vegetal.....40 9.3. Extracción y preparación de compuestos.....40 9.4. Identificación de ácidos grasos.....41 9.5. Identificación de compuestos volátiles.....41 9.6. Análisis de la composición química de aceites esenciales.....42 9.7. Data Driven.....44 9.8. Análisis estructural de Scaffolds y fragmentos moleculares.....44 9.9. Comparación estructural entre compuestos de Aspidosperma cf album y fármacos antiepilépticos.....46 9.10. Preparación de las bases de datos moleculares.....46 9.11. Análisis de similitud.....46 9.11.1. Índice de Tanimoto.....46 9.11.2. MCS (Maximum Common Substructure).....46 9.11.3. Procedimiento para la elaboración de mapas de calor de similitud estructural.....48 9.12. Identificación de posibles dianas moleculares y planteamiento para análisis de docking molecular.....49 9.12.1. Construcción de la base de datos de posibles dianas moleculares.....49 9.12.2. Metodología propuesta para docking molecular.....49 10. Resultados y discusión.....50 10.1. Perfil químico de la semilla de Aspidosperma cf. album.....50 10.2. Similitud estructural y caracterización de fragmentos.....53 10.3. Caracterización de scaffolds y fragmentos moleculares.....54 10.4. Análisis de similitud estructural.....56 10.5. Análisis de similitud estructural por MCS entre compuestos de A. cf. album y fármacos antiepilépticos.....56 10.6. Análisis de similitud estructural para MCS.....58 10.7. Análisis de similitud estructural por coeficiente de Tanimoto.....59 10.8. Diferencias entre Máxima Subestructura Común (MCS) y el coeficiente de Tanimoto.....61 10.9. Compuestos de Aspidosperma cf. album y tipos de epilepsia.....62 10.10. Implicaciones y relevancia.....64 10.11. Matriz de dianas moleculares y proyecciones para análisis in silico.....64 11. Conclusiones.....66 12. Consideraciones Finales.....68 13. Bibliografía.....68 14. Anexos.....8287 páginasapplication/pdfSaavedra-Peña, N. (2025). Análisis químico de la semilla de Aspidosperma cf. album (Vahl) Benoist ex Pichon y evaluación in silico de su actividad antiepiléptica. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5246https://hdl.handle.net/20.500.12313/5246spaUniversidad de IbaguéCiencias Naturales y MatemáticasIbaguéBiología AmbientalAbubakar, A. R., & Haque, M. (2020). Preparation of Medicinal Plants: Basic Extraction and Fractionation Procedures for Experimental Purposes. 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