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I ricercatori scoprono come l'enzima batterico elimina infiammazione-causare i carboidrati della carne

La maggior parte dei mammiferi producono naturalmente un carboidrato conosciuto come Neu5Gc -; gli esseri umani non fanno. Tuttavia, quando mangiamo la carne rossa, l'animale Neu5Gc è incorporato nei nostri tessuti. Mentre il carboidrato si accumula, i nostri sistemi immunitari trattano Neu5Gc come invasore non Xeros, generante gli anticorpi contro di. Ecco perché di diete ricche di carne rosse sono associate con infiammazione cronica e le malattie riferite, quali tumore del colon ed aterosclerosi.

I ricercatori alla scuola di medicina di San Diego dell'università di California recentemente scoperta come i batteri dell'intestino impiegano gli enzimi per spogliare le nostre celle del loro contenuto di Neu5Gc in modo da possono dilettarsi sugli zuccheri di fondo ed in tal modo, scaricano il carboidrato nella circolazione sanguigna.

Lo studio, pubblicato il 23 settembre 2019 in microbiologia della natura, introduce la possibilità di usando questi enzimi batterici, chiamata sialidases, per annullare Neu5Gc dai nostri tessuti e potenzialmente per eliminare il carboidrato da carne rossa prima che abbia consumato.

È la nostra speranza che questo approccio potrebbe essere usato come una specie di probiotico o prebiotic per contribuire a diminuire l'infiammazione ed il rischio di malattie infiammatorie -; senza smettere bistecca.„

Karsten Zengler, PhD, professore di pediatria e di bioingegneria, Uc San Diego ed autore senior

Gli scienziati hanno saputo per le decadi che il tumore del colon e l'aterosclerosi sono più comuni nella gente che mangia molta carne rossa, ma non in carnivori non umani. Neu5Gc è stato implicato come il collegamento fra il consumo della carne rossa e queste malattie umane negli studi precedenti dallo studio co-author Ajit Varki, il MD, professore distinto di medicina e di medicina cellulare e molecolare alla scuola di medicina di Uc San Diego e colleghi. Hanno indicato che Neu5Gc dietetico promuove l'infiammazione, i tumori e l'aterosclerosi in mouse di Neu5Gc-deficient (umanizzato).

Nel loro ultimo studio, il gruppo di Zengler ha utilizzato i simili mouse umanizzati (modelli del mouse che geneticamente sono stati modificati per riflettere la biologia umana in qualche modo) per determinare come la dieta influenza il trucco dei microbiomes -; comunità dei microbi, specialmente batteri -; vivendo nell'intestino. I mouse sono stati alimentati una dieta della carne rossa di Neu5Gc-rich o una di due diete di controllo che mancavano del carboidrato.

In generale, la dieta tipo carne rossa è stata associata con meno diversità batterica nei microbiomes dell'intestino del mouse. Eppure c'erano parecchi tipi dei batteri che erano più abbondanti nelle budella dei mouse di Neu5Gc-fed che i mouse che non hanno consumato il carboidrato in relazione con la carne. Uno di questi era batterioide, un tipo di batteri conosciuti per la sopravvivenza sui carboidrati.

Più specificamente, un enzima del batterioide era particolarmente abbondante nei mouse di Neu5Gc-fed -; un nuovo tipo di sialidase che fende Neu5Gc fuori delle celle.

Per determinare come i risultati del mouse potrebbero tradurre agli esseri umani, Zengler originalmente ha sperato di intraprendere gli studi in cui la gente avrebbe mangiato una dieta vegetariana per due mesi, quindi passa al consumo della carne per due mesi, tutti mentre il gruppo cingolato come i loro microbiomes e sialidases dell'intestino sono cambiato. Invece di lancio deun tal studio, che sarebbe stato costoso, Zengler ha trovato un esperimento naturale nello stile di vita del Hadza, un gruppo indigeno del cacciatore raccoglitore che vive in una regione remota di Tanzania, in Africa orientale. Nel periodo di siccità, la caccia di Hadza e mangia la carne. Nella stagione delle pioggie, non possono cercare e contare invece su una dieta soprattutto delle bacche e del miele.

Altri gruppi di ricerca precedentemente hanno studiato il Hadza ed i loro microbiomes. Esaminando pubblicamente - i dati genomica disponibili da Hadza sventrano col passare del tempo i batteri, il gruppo di Zengler hanno notato che i batterioidi che contengono il gene di sialidase erano almeno due volte più abbondanti durante la stagione (carnivora) asciutta, confrontata alla stagione delle pioggie.

Ma solo perché i geni di sialidase sono presenti necessariamente non significa che sono egualmente attivi. Così i ricercatori hanno sintetizzato il gene batterico di sialidase di Hadza ed hanno prodotto l'enzima in laboratorio. Il sialidase risultante era Neu5Gc non umano attivo e preferito sopra i simili carboidrati umani.

Zengler poi ha intrapreso allo studio un'azione più ulteriormente: alla drogheria. Il suo gruppo comprato salsiccia di maiale e della bistecca da una memoria locale e portato di nuovo al laboratorio. Hanno sfregato il loro sialidase laboratorio-fatto sulla carne e, abbastanza sicuro, la maggior parte del Neu5Gc sono venuto subito.

“L'approccio non è perfetto ancora -; l'enzima di sialidase preferisce fendere Neu5Gc, ma ancora fende un bit di simile carboidrato umano,„ ha detto Zengler, che è egualmente un docente nel centro per l'innovazione di Microbiome a Uc San Diego.

Lui ed il suo gruppo ora stanno lavorando per ottimizzare l'enzima per aumentare la sua specificità. Il gruppo egualmente vuole esplorare i metodi per ammassare i prodotti l'enzima e più ulteriormente per esplorare il suo potenziale per impedire l'infiammazione e le malattie infiammatorie.

Source:
Journal reference:

Zaramela, L.S. et al. (2019) Gut bacteria responding to dietary change encode sialidases that exhibit preference for red meat-associated carbohydrates. Nature Microbiology. doi.org/10.1038/s41564-019-0564-9.