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Os pesquisadores descobrem como a enzima bacteriana remove a inflamação-causa de hidratos de carbono da carne

A maioria de mamíferos produzem naturalmente um hidrato de carbono conhecido como Neu5Gc -; os seres humanos não fazem. Contudo, quando nós comemos a carne vermelha, o animal Neu5Gc é incorporado em nossos tecidos. Enquanto o hidrato de carbono se acumula, nossos sistemas imunitários tratam Neu5Gc como um invasor estrangeiro, gerando anticorpos contra ele. As dietas carne-ricas vermelhas são associadas é por isso com a inflamação crônica e as doenças relativas, tais como o cancro do cólon e a aterosclerose.

Os pesquisadores na Faculdade de Medicina de San Diego da Universidade da California descoberta recentemente como as bactérias do intestino empregam enzimas para descascar nossas pilhas de seu índice de Neu5Gc assim que podem se deleitar em açúcares subjacentes, e em fazê-lo, liberam o hidrato de carbono na circulação sanguínea.

O estudo, publicado 23 de setembro de 2019 na microbiologia da natureza, introduz a possibilidade de usar estas enzimas bacterianas, chamada sialidases, para cancelar Neu5Gc de nossos tecidos e para remover potencial o hidrato de carbono da carne vermelha antes que consuma.

É nossa esperança que esta aproximação poderia ser usada como meio um probiótico ou prebiotic para ajudar a reduzir a inflamação e o risco de doenças inflamatórios -; sem dar acima o bife.”

Karsten Zengler, PhD, professor da pediatria e da tecnologia biológica, Uc San Diego e autor superior

Os cientistas souberam por décadas que o cancro do cólon e a aterosclerose são mais comuns nos povos que comem muita carne vermelha, mas não em carnívoros não-humanos. Neu5Gc foi implicado como a relação entre o consumo da carne vermelha e estas doenças humanas em estudos precedentes pelo estudo co-author Ajit Varki, DM, distinto professor de medicina e da medicina celular e molecular na Faculdade de Medicina de Uc San Diego, e colegas. Mostraram que Neu5Gc dietético promove a inflamação, os tumores e a aterosclerose em ratos de Neu5Gc-deficient (humanizado).

Em seu estudo mais atrasado, a equipe de Zengler usou os ratos humanizados similares (modelos do rato que foram alterados genetically para reflectir de uma certa maneira a biologia humana) para determinar como a dieta influencia a composição dos microbiomes -; as comunidades dos micróbios, particularmente bactérias -; vida no intestino. Os ratos foram alimentados uma dieta da carne vermelha de Neu5Gc-rich ou uma de duas dietas do controle que faltaram o hidrato de carbono.

Total, o vermelho carne-como a dieta foi associado com menos diversidade bacteriana nos microbiomes do intestino do rato. Contudo havia diversos tipos das bactérias que eram mais abundantes na entranhas dos ratos de Neu5Gc-fed do que os ratos que não consumiram o hidrato de carbono carne-relacionado. Um destes era o bacteróide, um tipo de bactérias conhecidas sobrevivendo em hidratos de carbono.

Mais especificamente, uma enzima do bacteróide era especialmente abundante nos ratos de Neu5Gc-fed -; um novo tipo de sialidase que fende Neu5Gc fora das pilhas.

Para determinar como os resultados do rato puderam traduzir aos seres humanos, Zengler esperou originalmente conduzir um estudo em que os povos comeriam uma dieta do vegetariano por dois meses, a seguir comuta ao consumo da carne por dois meses, tudo quando a equipe seguida como seus microbiomes e sialidases do intestino mudaram. Em vez de lançar tal estudo, que seria caro, Zengler encontrou uma experiência natural no estilo de vida do Hadza, um grupo nativo dos caçador-recolectores que vivesse em uma região remota de Tanzânia, em East Africa. Na estação seca, a caça de Hadza e come a carne. Na estação molhada, não podem caçar e confiar pelo contrário em uma dieta primeiramente das bagas e do mel.

Outros grupos de investigação têm estudado previamente o Hadza e seus microbiomes. Examinando publicamente - os dados genomic disponíveis de Hadza estripam as bactérias ao longo do tempo, a equipe de Zengler observaram que os bacteróides que contêm o gene do sialidase eram pelo menos duas vezes mais abundantes durante a estação (carnívora) seca, comparada à estação molhada.

Mas apenas porque os genes do sialidase estam presente não significa necessariamente que são igualmente activos. Assim os pesquisadores sintetizaram o gene bacteriano do sialidase de Hadza e produziram a enzima no laboratório. O sialidase resultante era Neu5Gc não-humano activo e preferido sobre hidratos de carbono humanos similares.

Zengler tomou então ao estudo uma etapa mais: à mercearia. Sua equipe comprada salsicha do bife e de carne de porco de uma loja local e trazida a de volta ao laboratório. Friccionaram seu sialidase laboratório-feito na carne e, certo bastante, a maioria do Neu5Gc vieram certo fora.

“A aproximação não é perfeita ainda -; a enzima do sialidase prefere fender Neu5Gc, mas ainda fende um bit de um hidrato de carbono humano similar,” disse Zengler, que é igualmente um membro da faculdade no centro para a inovação de Microbiome em Uc San Diego.

E sua equipe estão trabalhando agora para aperfeiçoar a enzima para aumentar sua especificidade. A equipe igualmente quer explorar métodos para reunir o produto a enzima e para explorar mais seu potencial para impedir a inflamação e doenças inflamatórios.

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.