Analizan el Efecto Hipopigmentario y la Permeabilidad Cutánea del Ácido p-Cumárico y del Metil p-Cumarato

• AUTOR : Song K, An S, Boo Y y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Comparison of the Antimelanogenic Effects of P-Coumaric Acid and Its Methyl Ester and Their Skin Permeabilities
• CITA : Journal of Dermatological Science 63(1):17-22, Jul 2011
• MICRO : El ácido p-cumárico ha demostrado inhibir la síntesis de melanina en melanocitos cutáneos, por lo que podría aplicarse en el tratamiento de afecciones que se presentan con hiperpigmentación cutánea. El presente trabajo compara el efecto potencial de este compuesto y de su metil éster, el metil p-cumarato, además de evaluar su capacidad de penetración transmembrana y transdérmica.

Introducción

La melanina brinda protección eficaz contra la radiación ultravioleta. Sin embargo, la acumulación anormal de esta sustancia puede causar problemas estéticos, como el melasma, las efélides y el lentigo senil.

La melanina es sintetizada por los melanocitos epidérmicos mediante una serie de reacciones oxidativas. La tirosinasa participa en el paso limitante de la melanogénesis, por lo que esta enzima ha sido blanco de distintas estrategias terapéuticas tendientes a controlar las alteraciones en la pigmentación, aunque hasta el momento los resultados han sido contradictorios.

El ácido p-cumárico ha demostrado tener un efecto inhibitorio sobre la síntesis de melanina en estudios in vitro. Además, se ha informado que este compuesto es capaz de inhibir la formación de eritema y la pigmentación en piel humana expuesta a radiación ultravioleta. Dado que el ácido p-cumárico posee una estructura similar a la L-tirosina (sustrato natural de la tirosinasa), puede bloquear la acción de la enzima al unirse a su sitio activo de forma competitiva.

Algunos estudios han señalado que el metil p-cumarato tendría una acción más eficaz que la del ácido p-cumárico sobre la inhibición de la tirosinasa y la síntesis de melanina. No obstante, la penetración transmembrana o transdérmica de estos compuestos aún no ha sido investigada.

En este contexto, se llevó a cabo un estudio para comparar los efectos del ácido p-cumárico y del metil p-cumarato sobre la actividad de la tirosinasa humana in vitro y sobre la síntesis de melanina en melanocitos epidérmicos humanos. Además, se comparó la capacidad de penetración a través de una barrera lipofílica a fin de predecir la eficacia de ambos compuestos en la difusión pasiva de la membrana celular. También, se realizaron estudios de penetración cutánea ex vivo con el uso de formulaciones en crema que contienen estas sustancias como ingrediente activo, y se estudió el efecto hipopigmentario que causa el uso de estas cremas in vivo en ratones sin pelo que expresan melanina expuestos a radiación ultravioleta de tipo B.

Materiales y métodos

Los efectos del ácido p-cumárico y del metil p-cumarato sobre la actividad catalítica de la tirosinasa y sobre la síntesis de melanina fueron evaluados en melanocitos epidérmicos humanos. La acumulación de melanina intracelular fue verificada mediante la tinción de Fontana-Masson, y la morfología y pigmentación celular fueron evaluadas con un microscopio de contraste de fases.

Asimismo, para los estudios de permeabilidad se utilizó, por un lado, una membrana lipofílica artificial compuesta por policarbonato cubierto con hexadecano, y por el otro, un dispositivo basado en muestras de piel porcina. Este último fue sometido a un análisis de cromatografía líquida de alta eficacia.

Por último, se utilizaron cremas que contienen ácido p-cumárico o metil p-cumarato como ingrediente activo para evaluar la eficacia del efecto hipopigmentario de ambas sustancias en ratones sin pelo que expresan melanina expuestos a radiación ultravioleta de tipo B. El color de la piel del lugar expuesto a la radiación ultravioleta fue medido mediante un espectrofotómetro.

Resultados

Al analizar los resultados obtenidos en los melanocitos epidérmicos humanos se encontró que el ácido p-cumárico inhibió la actividad de la tirosinasa humana 10 veces más efectivamente que el metil p-cumarato. Igualmente, se determinó el potencial citotóxico de ambas sustancias y se encontró que el primero presentó una citotoxicidad moderada a altas concentraciones, mientras que el segundo no tuvo efecto citotóxico.

Sin embargo, se observó que el metil p-cumarato logró inhibir más eficazmente la síntesis de melanina que el ácido p-cumárico en los melanocitos epidérmicos humanos. Estas células fueron tratadas con L-tirosina, la cual disminuye la viabilidad celular e incrementa significativamente el contenido intracelular de melanina. La adición de ambos compuestos en estudio logró mejorar la viabilidad celular, pero el metil p-cumarato logró atenuar la acumulación intracelular de melanina más eficazmente que el ácido p-cumárico.

Según los resultados del ensayo de permeabilidad, al utilizar la membrana lipofílica artificial, el ácido p-cumárico resultó ser prácticamente impermeable. Por el contrario, el metil p-cumarato penetró fácilmente dicha membrana. Por su parte, cuando se utilizaron las cremas que contenían los compuestos activos en estudio sobre el dispositivo de difusión de piel porcina, se observó que la crema de ácido p-cumárico se difundió eficazmente en el medio acuoso que se encontraba presente debajo de la muestra cutánea. En cambio, al utilizar la crema de metil p-cumarato, esta sustancia no se difundió al compartimiento acuoso aunque, en su lugar, se presentó difusión de ácido p-cumárico. Este hecho estaría indicando que el metil p-cumarato podría ser retenido en los tejidos cutáneos o convertirse en ácido p-cumárico por acción de determinadas enzimas presentes en la piel. De todos modos, se debe tener en cuenta que la liberación de ácido p-cumárico a partir de la crema que contenía este compuesto fue dos veces más rápida que su liberación a partir de la crema de metil p-cumarato.

Por último, el estudio in vivo en ratones demostró que los cambios inducidos por la radiación ultravioleta fueron significativamente menos importantes en los animales tratados con la crema que contenía ácido p-cumárico como ingrediente activo que en los controles, lo cual demuestra un potente efecto antiinflamatorio e hipopigmentario para este compuesto. Por su parte, en este sentido, la crema de metil p-cumarato demostró una acción más débil comparada con la del ácido p-cumárico.

Discusión

Estudios previos han revelado características específicas del ácido p-cumárico que permiten postular una potencial acción hipopigmentaria para este compuesto. Por un lado, presenta una estructura química muy similar a la de la L-tirosina e inhibe a la tirosinasa humana de manera mucho más eficaz que otros ácidos. El ácido p-cumárico no solo inhibe la melanogénesis celular, sino que, además, evita la pérdida de viabilidad celular en melanocitos epidérmicos humanos luego de la exposición a radiación ultravioleta. Los resultados del presente estudio brindan apoyo al uso potencial de este compuesto como ingrediente activo para lograr un efecto hipopigmentario.

También, el presente trabajo ha mostrado una mayor actividad inhibitoria del ácido p-cumárico sobre la tirosinasa humana en comparación con el metil p-cumarato. Este resultado contradice los hallazgos de un estudio previo. Sin embargo, en dicho estudio se había utilizado tirosinasa fúngica en lugar de humana, lo que demuestra que el tipo de tirosinasa empleada (fúngica, murina o humana) puede condicionar los resultados. A este respecto, los autores subrayan la importancia de utilizar tirosinasa humana para el estudio de compuestos con potencial efecto hipopigmentario.

Asimismo, el metil p-cumarato logró inhibir la síntesis de melanina de manera más eficaz que el ácido p-cumárico en melanocitos epidérmicos humanos estimulados con L-tirosina. Sin embargo, el potencial de inhibición de la pigmentación cutánea de este compuesto depende de que este sea liberado en el torrente sanguíneo que rodea a los melanocitos del estrato basal de la epidermis. En este sentido, se debe tener en cuenta que el estudio de permeabilidad ex vivo indicó que la aplicación tópica de la crema que contiene metil p-cumarato podría no ser una forma eficaz de liberación transdérmica para esta sustancia.

El mismo ensayo de permeabilidad ex vivo demostró que el ácido p-cumárico aplicado tópicamente en forma de crema se difundió eficazmente al medio acuoso subcutáneo. Este hallazgo resultó inesperado, dado que el ácido p-cumárico no logró penetrar la membrana artificial de hexadecano. Sin embargo, esta sustancia es un compuesto anfifílico que posee propiedades tanto hidrofílicas como hidrofóbicas, a diferencia del metil p-cumarato que solo tiene propiedades hidrofóbicas. Si bien se requieren propiedades hidrofóbicas para penetrar el estrato lipofílico de la piel, también son necesarias las propiedades hidrofílicas para poder liberarse desde la piel hacia el medio acuoso. Por lo tanto, el ácido p-cumárico tendría una mayor ventaja estructural para la difusión transdérmica en comparación con el metil p-cumarato.

Igualmente, el presente estudio ha demostrado que la aplicación tópica de ácido p-cumárico en forma de crema es capaz de atenuar la inflamación y pigmentación posterior a la exposición a rayos ultravioletas. En contraste, el metil p-cumarato resultó ser menos eficaz en su efecto hipopigmentario in vivo, pero inhibió la síntesis de melanina en cultivos celulares en forma más eficaz, lo cual probablemente se deba a una menor eficacia para la difusión transdérmica.

Conclusión

El ácido p-cumárico ha demostrado ser útil como agente hipopigmentario en aplicación tópica, mientras que el metil p-cumarato tiene potencial como agente hipopigmentario, pero requeriría métodos más invasivos para llegar a las células blanco. Por lo tanto, el presente estudio brinda información que apoya la utilidad del ácido p-cumárico en el tratamiento de afecciones que cursan con alteración en la pigmentación cutánea. De todos modos, los autores concluyen señalando que aún son necesarios más estudios para determinar la potencia comparativa de uno y otro compuesto sobre la piel humana, así como para encontrar métodos eficaces de llegada a los melanocitos.

Especialidad: Bibliografía - Dermatología