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Residuos del olivo para mejorar la flora intestinal

Miembros del grupo Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad de Jaén, junto a investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela y del Laboratorio Nacional de Energía y Geología de Lisboa han aislado sustancias de restos del olivar beneficiosas para el organismo. Los compuestos obtenidos promueven la proliferación de las bacterias causantes de que la flora intestinal cumpla correctamente su función en la asimilación de nutrientes.

El método propuesto por los investigadores contribuye al aprovechamiento de los residuos y, por tanto, a la disminución de la contaminación que genera su eliminación por los métodos tradicionales. En el artículo ‘Bifidobacterial growth stimulation by oligosaccharides generated from olive tree pruning biomass’ publicado en la revista Carbohydrate Polymers detallan estas nuevas posibilidades en el contexto de una refinería basada en los residuos sólidos del olivar y la reutilización de los subproductos obtenidos como prebióticos.

El trabajo de esta investigación abre las puertas a la introducción de este tipo de sustancias en una amplia gama de productos farmacéuticos, cosméticos y alimentarios que promuevan el desarrollo bacteriano intestinal.

El grupo de investigación Ingeniería Química y Ambiental se fundamenta en la biorrefinería, es decir, en el aprovechamiento exhaustivo de los residuos de cultivos. “Queremos conseguir productos útiles para el ser humano a partir de lo que hasta hace poco se consideraba basura. A través de este estudio, aprovechamos aún más los subproductos que se eliminan en la generación de biocombustible a partir del olivar con los se puede conseguir un beneficio directo para la salud”, indica a la Fundación Descubre el investigador Eulogio Castro de la Universidad de Jaén, uno de los autores del artículo.

Combustibles y digestión

El estudio parte del aprovechamiento de los restos de poda para conseguir bioetanol, un sustituto de la gasolina. El procedimiento consiste en el tratamiento de estos residuos de manera que se obtienen dos tipos de compuestos que contienen azúcares. La celulosa, por un lado, de la que se consigue la glucosa que se transforma en el etanol, usado como biocombustible. Por otro, la hemicelulosa, un compuesto que también forma parte de la pared celular vegetal, a partir de la que se extraen oligosacáridos, que pueden usarse como prebióticos, sustancias que ayudan a las bacterias del intestino a la digestión.
En un primer momento, los residuos del campo son triturados y tamizados, al mismo tiempo que se someten a un lavado con agua caliente a presión. Una vez que se separa el producto se consigue una parte sólida, de la que se obtiene el combustible, y una parte líquida en la que se encuentran disueltos los azúcares hemicelulósicos, entre los que se encuentran los oligosacáridos. Existen muchos tipos, pero son los más pequeños los que se utilizan en el cultivo de bacterias para analizar, posteriormente, su acción beneficiosa, como también ha quedado demostrado en este estudio.

La separación de los oligosacáridos para seleccionar los más adecuados se realiza a través de una técnica llamada cromatografía de permeación de gel, con la que las partículas se separan según el tamaño de sus moléculas y así poder obtener las más pequeñas. Éstas son las que se han utilizado en los cultivos de bacterias, confirmando la acción beneficiosa en la proliferación de estos microorganismos presentes en la flora intestinal.

Concretamente, tras los ensayos en cepas bacterianas, los expertos determinaron que los xilooligosacáridos de bajo peso molecular son los más idóneos para convertirse en potenciadores de la acción bacteriana en el organismo.

El proyecto ha sido financiado por el Plan Nacional de Investigación del Ministerio de Economía y Competitividad y el programa de apoyo a las actividades de I+D+i de la Universidad de Jaén.

Referencia:
Encarnación Ruiz, Beatriz Gullón, Patrícia Moura, Florbela Carvalheiro, Gemma Eibes, Cristóbal Cara, Eulogio Castro. ‘Bifidobacterial growth stimulation by oligosaccharides generated from olive tree pruning biomass’. Carbohydrate Polymers

Nuevas pruebas vinculan la flora intestinal con la esclerosis múltiple

Hasta que la ciencia encuentre una respuesta definitiva al porqué del desarrollo de la esclerosis múltiple, cualquier pista que ayude a entender este trastorno del sistema nervioso central seguirá impactando positivamente en la comunidad científica. Ése ha sido el caso del último trabajo publicado en la revista Neurotherapeutics por el grupo de investigación ‘Neuroplasticidad y estrés oxidativo’ de la Universidad de Córdoba, dirigido por el profesor Isaac Túnez, investigador del Instituto Maimónides de Investigación Biomédica, con la colaboración del profesor René Drucker-Colín. Una investigación en la que se ha logrado describir cómo la posible alteración en la flora intestinal se relaciona directamente con el desarrollo de la esclerosis múltiple recurrente-remitente.

Para ello se han utilizado dos biomarcadores indicadores de cambios en la microbiota que han servido para trazar el proceso en el que la alteración en la barrera intestinal desencadena el proceso inflamatorio que alterará la barrera hematoencefálica y terminará afectando al sistema nervioso y provocando el daño neurológico.

Ésta no es la primera vez que la comunidad científica vincula flora intestinal a la patología nerviosa, aunque sí la primera que se describe con ese nivel de detalle el comportamiento de los biomarcadores elegidos: los lipopolisacáridos de membrana bacteriana (LPS) asociado a alteraciones de la flora intestinal y las proteínas LBP, tanto en modelo animal como en pacientes. De hecho, una de las innovaciones del trabajo realizado por el equipo de la UCO, en el que también ha intervenido personal del Hospital Universitario Reina Sofía de Córdoba y del Instituto Maimónides de Investigación Biomédica (IMIBIC), es haber logrado validar el modelo experimental habitual para el estudio de los procesos moleculares relacionados con la esclerosis múltiple, en el que se utiliza como organismo de ensayo la rata Dark Agouti, y confirmar que en él no se producen diferencias de sexo a la hora de desarrollar la patología.

Para Isaac Túnez, este trabajo no ha hecho más que abrir una nueva puerta por la que seguir profundizando en el conocimiento de la patología y, sobre todo, en los modelos experimentales que permiten ensayar posibles tratamientos que mejoren la vida de los millones de personas que padecen la enfermedad en el mundo.

Escribano, BM; Medina-Fernandez, FJ; Aguilar-Luque, M; Aguera, E; Feijoo, M; Garcia-Maceira, FI; Lillo, R; Vieyra-Reyes, P; Giraldo, AI; Luque, E; Drucker-Colin, R; Tunez, I. Lipopolysaccharide Binding Protein and Oxidative Stress in a Multiple Sclerosis Model. NEUROTHERAPEUTICS. Volumen 14, febrero 2017, pages 199 – 211.

Descubren una bacteria intestinal probiótica relacionada con la longevidad

Hasta ahora fue probada con éxito en el Caenorhabditis elegans, un gusano cuyas vías regulatorias del envejecimiento son muy similares a las del ser humano

CONICET/DICYT Un estudio realizado por científicos de la Universidad Nacional de Rosario del que participan investigadores y becarios del CONICET, publicado en la prestigiosa ‘Nature Communications’, reveló que la bacteria probiótica Bacillus subtilis (consumida desde tiempos milenarios en alimentos por la población de ciertos países asiáticos como Japón) tendría, además de sus efectos beneficiosos sobre el sistema inmunitario, la propiedad de retardar el envejecimiento y prolongar la vida humana a través de la colonización del intestino.

Aunque por ahora sus efectos fueron probados solamente sobre el nematodo Caenorhabditis elegans, los científicos aseguran que las vías regulatorias del envejecimiento de este gusano usado como modelo animal están conservadas a lo largo de la evolución y básicamente son las mismas que las de los seres humanos.

“Lo que pudimos observar en el caso del nematodo es que además de alargarles la vida tiene el efecto de mantener la vitalidad (healthy lifespan). Esto extrapolado a humanos significaría vivir más allá de los 120 años con una vitalidad de una persona de 50”, apunta Roberto Grau, investigador independiente del CONICET en el la Facultad de Cs. Bioquímicas y Farmacéuticas de la Universidad Nacional de Rosario (FBIOyF, UNR) y director del trabajo.

Hasta el momento se sabía que esta bacteria producía un efecto beneficioso sobre la inmunidad innata -células y mecanismos que defienden al individuo de infecciones no específicas- lo que implica que brinda protección contra el desarrollo de enfermedades infecciosas, neurodegenerativas e incluso el cáncer.

“Esto significa que Bacillus subtilis protege contra las dos causas de muerte más habituales: las enfermedades y el envejecimiento de células, tejidos y órganos”, afirma el investigador.

Los científicos pudieron comprobar primero que este probiótico era capaz de retardar el envejecimiento de las neuronas y posteriormente que también tenía el mismo efecto sobre el individuo completo y no solamente sobre un tipo celular en particular.

Pero el descubrimiento no se redujo a verificar los resultados benéficos de la bacteria, sino que también los investigadores pudieron comprender las bases moleculares del mecanismo antienvejecimiento. “Sabemos qué genes de la bacteria están implicados en regular qué genes del hospedador que llevan al aumento de la longevidad y, casualidad o no, encontramos que existe una correlación directa con los genes que se encuentran afectados en las personas centenarias que viven hoy en día”, comenta Grau.

La bacteria B. subtilis tiene la particularidad de formar esporas -células en reposo altamente resistentes- que al llegar al intestino del hospedador (del nematodo o del ser humano) germinan dando lugar a la bacteria activa que forma un biofilm sobre la mucosa intestinal que es responsable de un incremento de la inmunidad innata del hospedador, la neuroprotección y aumento de la longevidad.

“Nuestro trabajo demuestra también la importancia de la flora intestinal –conjunto de bacterias que viven en el intestino- en la salud de las personas por su posibilidad de comunicarse (quorum sensing) de forma eficiente, a través de la formación de un biofilm con el sistema inmunológico y nervioso de su hospedador”, resalta el investigador.

Grau destaca además que la capacidad de esta bacteria para formar esporas hace que sea sencillamente incorporable a cualquier tipo de alimento o bebida que al ser consumidos de manera regular producirán los efectos buscados. “Puedo incorporar el probiótico en el alimento o bebida que más me guste o que esté más accesible según mi nivel económico o gustos culturales. Este es otro plus de nuestro trabajo ya que puede traducirse en un futuro cercano en una manera de mejorar la calidad y la duración de la vida de todas las personas de la sociedad”, concluye.

El tratamiento con antibióticos puede alterar la flora intestinal

Un estudio coliderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) revela que los antibióticos producen cambios en los patrones microbianos y metabólicos del intestino.

Los autores han analizado por primera vez las bacterias, genes, enzimas y moléculas que forman la microbiota intestinal de pacientes tratados con antibióticos. El intestino está poblado por un trillón de bacterias, que se conocen en su conjunto como microbiota o flora intestinal, y que han coevolucionado en simbiosis con el ser humano.

El intestino está poblado por un trillón de bacterias, conocidas como microbiota o flora intestinal

El-tratamiento-con-antibioticos-puede-alterar-la-flora-intestinal_image365_Según este trabajo, publicado en la edición digital de la revista Gut, el tratamiento con antibióticos puede alterar esta simbiosis desde etapas tempranas de la terapia.

“Aunque alguno de los cambios producidos son oscilatorios, y pueden ser revertidos al acabar el tratamiento, otros parecen irreversibles”, afirma Manuel Ferrer, uno de los coordinadores del estudio que trabaja en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica.

La investigación, que ha contado con la colaboración otras instituciones españolas, ha comparado muestras de heces de un paciente tomadas antes, durante y al finalizar el tratamiento.

Según los resultados, la biodiversidad de las bacterias que forman la microbiota intestinal disminuye durante el tratamiento hasta el punto de alcanzar su mínimo 11 días después del inicio. Sin embargo, al acabar la terapia, la situación se revierte y el paciente presenta una población bacteriana similar a la que tenía al principio.

Cambios en las bacterias intestinales

Esta investigación “demuestra por primera vez que las bacterias intestinales presentan una menor capacidad de producción de proteínas, así como deficiencias en actividades clave, durante y al finalizar el tratamiento”, afirma Ferrer.

En concreto, el estudio sugiere que la microbiota intestinal presenta una menor capacidad para asimilar hierro y digerir ciertos alimentos así como de producir moléculas esenciales para el organismo.

El estudio también revela que bacterias poco abundantes en la flora intestinal, pero poco activas al inicio del tratamiento, sí lo son al acabar y pueden llegar a tener un papel relevante en el intestino como consecuencia directa de los antibióticos.

Según los autores, el estudio muestra que “dichas bacterias podrían ser responsables de mejorar la interconexión entre el hígado y el colon y la producción de moléculas esenciales como ácidos biliares, hormonas y derivados del colesterol”.

“Solo a través de un análisis global y detallado de diferentes antibióticos y personas de distinto origen geográfico, edad o estado de salud se pueden llegar a alcanzar terapias e intervenciones quirúrgicas personalizadas”, apunta Andrés Moya, investigador del Centro Superior de Investigación en Salud Pública y colíder del trabajo.

Referencia bibliográfica:

Ana Elena Pérez‐Cobas, María José Gosalbes, Anette Friedrichs, Henrik Knecht, Alejandro Artacho, Kathleen Eismann, Wolfgang Otto, David Rojo, Rafael Bargiela, Martin von Bergen, Sven C. Neulinger, Carolin Däumer, Femke‐A. Heinsen, Amparo Latorre, Coral Barbas, Jana Seifert, Vitor Martins dos Santos, Stephan J Ott, Manuel Ferrer, Andrés Moya. “Gut microbiota disturbance during antibiotic therapy: a multi‐omic approach”. Gut. DOI: 10.1136/gutjnl‐2012‐303184.