Ácido fumárico

El ácido fumárico, o ácido transbutendioico, es uno de los muchos ácidos orgánicos. El ácido fumárico es un ácido débil que se presenta en forma de polvo cristalino y es ligeramente soluble en éter etílico y acetona. Es uno de los nueve ácidos carboxílicos que participan en el ciclo del ácido tricarboxílico (ciclo TCA), un proceso metabólico que produce energía. En el ciclo TCA, la enzima fumarasa convierte el ácido fumárico en ácido málico (o ácido maleico).

El ácido fumárico se utiliza como aditivo y acidulante alimentario, actuando como potente aromatizante de postres de gelatina, polvos de hornear y zumos de frutas. Este ácido orgánico también tiene aplicaciones industriales: está presente en aditivos para revestimientos, quitamanchas, aditivos para pinturas, tintas de impresión, aceites secantes y lentes de contacto.

La química industrial detrás de la producción de ácido fumárico

El ácido fumárico suele producirse a partir de ácido maleico y anhídrido maleico mediante ^{isomerización1}. Sin embargo, este proceso genera importantes emisiones de carbono. Por este motivo, los científicos han buscado métodos más sostenibles para producir ácido fumárico. A su vez, los investigadores han propuesto la fermentación como método ^alternativo2. Existen muchos microbios productores de ácido fumárico, concretamente especies de Rhizopus , que pueden proporcionar títulos de ácido fumárico similares a los de las ^líneas de producción convencionales3.

Ácido fumárico y seguridad química

A pesar de sus beneficios para la salud y sus aplicaciones industriales, el ácido fumárico es una sustancia química peligrosa. La Comisión Europea y el Instituto Nacional de Normas y Tecnología señalan que este compuesto puede causar irritación ocular grave. En caso de exposición, la persona debe quitarse las lentes de contacto antes de lavarse para evitar una irritación ocular grave.

Ésteres del ácido fumárico y desarrollo de fármacos

El ácido fumárico se utiliza habitualmente en productos cosméticos. Los derivados del ácido fumárico, como los ésteres de ácido fumárico (EAF), son pequeñas moléculas que pueden modular el sistema inmunitario y ejercer ^efectos antioxidantes4. Múltiples ensayos clínicos realizados en las últimas décadas demuestran la eficacia de los FAE en el tratamiento de la psoriasis al reducir las ^respuestas proinflamatorias5. Estos datos culminaron en una revisión sistemática de 2015 que determinó que los FAE proporcionan alivio de la psoriasis tras 12-16 semanas de ^tratamiento6.

Los FAE también pueden reducir el riesgo de esclerosis múltiple remitente recidivante. Los datos del ensayo clínico de fase 3 de dimetilfumarato, un FAE oral, muestran que los FAE pueden reducir las tasas de ^recaída7. Aunque los científicos no comprenden del todo su mecanismo de acción, sí saben que los FAE actúan como profármacos del monometilfumarato, el compuesto activo que actúa como ^agonista del receptor8.

El ácido fumárico también se utiliza como ingrediente de Ensitrelvir, una formulación para el tratamiento de infecciones leves a moderadas por COVID-19 y asintomáticas por SARS-CoV-29^,10. El ácido fumárico de Ensitrelvir ha demostrado resultados clínicos favorables y tiene una semivida larga. Cabe destacar que los pacientes con COVID-19 que tomaron ácido fumárico Ensitrelvir dieron negativo en las pruebas de detección del SRAS-CoV-2 antes que los pacientes que tomaron placebo.

El ácido fumárico en la investigación

En julio de 2023, había 241 citas de "ácido fumárico" en publicaciones de investigación (*excluidos libros y documentos) en PubMed. Dado que muchas publicaciones exploran el uso del ácido fumárico en el tratamiento de la psoriasis, cualquier programa de investigación básica o preclínica centrado en la salud y la enfermedad de la piel puede beneficiarse de los análisis metabolómicos para caracterizar el mecanismo de acción e informar sobre las estrategias de dosificación para los tratamientos existentes y novedosos basados en ácido fumárico. Dado que el ácido fumárico es también un tratamiento de uso común en la esclerosis múltiple, los estudios que buscan comprender los mecanismos moleculares de la enfermedad y la respuesta de los pacientes al tratamiento pueden considerar la cuantificación del ácido fumárico y los metabolitos relacionados.

Referencias

1. Felthouse TR, Burnett JC, Horrell B, Mummey MJ, Kuo YJ. Anhídrido Maleico, Ácido Maleico y Ácido Fumárico. En: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons, Ltd; 2001. doi:10.1002/0471238961.1301120506051220.a01.pub2
2. Roa Engel CA, Straathof AJJ, Zijlmans TW, van Gulik WM, van der Wielen LAM. Fumaric acid production by fermentation. Appl Microbiol Biotechnol. 2008;78(3):379-389. doi:10.1007/s00253-007-1341-x
3. Roa Engel CA, van Gulik WM, Marang L, van der Wielen LAM, Straathof AJJ. Development of a low pH fermentation strategy for fumaric acid production by Rhizopus oryzae. Enzyme and Microbial Technology. 2011;48(1):39-47. doi:10.1016/j.enzmictec.2010.09.001
4. Gold R, Linker RA, Stangel M. Ácido fumárico y sus ésteres: un tratamiento emergente para la esclerosis múltiple con mecanismo de acción antioxidante. Clin Immunol. 2012;142(1):44-48. doi:10.1016/j.clim.2011.02.017
5. Mrowietz U, Asadullah K. Dimetilfumarato para la psoriasis: más que una curiosidad dietética. Tendencias en medicina molecular. 2005;11(1):43-48.
6. Balak DM. Fumaric acid esters in the management of psoriasis. Psoriasis (Auckl). 2015;5:9-23. doi:10.2147/PTT.S51490
7. Gold R, Kappos L, Arnold DL, et al. Placebo-Controlled Phase 3 Study of Oral BG-12 for Relapsing Multiple Sclerosis. New England Journal of Medicine. 2012;367(12):1098-1107. doi:10.1056/NEJMoa1114287
8. Mrowietz U, Morrison PJ, Suhrkamp I, Kumanova M, Clement B. The Pharmacokinetics of Fumaric Acid Esters Reveal Their In Vivo Effects. Tendencias en ciencias farmacológicas. 2018;39(1):1-12. doi:10.1016/j.tips.2017.11.002
9. Mukae H, Yotsuyanagi H, Ohmagari N, et al. A Randomized Phase 2/3 Study of Ensitrelvir, a Novel Oral SARS-CoV-2 3C-Like Protease Inhibitor, in Japanese Patients with Mild-to-Moderate COVID-19 or Asymptomatic SARS-CoV-2 Infection: Resultados de la Parte de Fase 2a. Antimicrob Agents Chemother. 2022;66(10):e0069722. doi:10.1128/aac.00697-22
10. Shimizu R, Sonoyama T, Fukuhara T, Kuwata A, Matsuo Y, Kubota R. Safety, Tolerability, and Pharmacokinetics of the Novel Antiviral Agent Ensitrelvir Fumaric Acid, a SARS-CoV-2 3CL Protease Inhibitor, in Healthy Adults. Antimicrob Agents Chemother. 66(10):e00632-22. doi:10.1128/aac.00632-22