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Los investigadores descubren cómo la enzima bacteriana quita inflamación-causar los hidratos de carbono de la carne

La mayoría de los mamíferos producen naturalmente un hidrato de carbono conocido como Neu5Gc -; los seres humanos no hacen. Sin embargo, cuando comemos la carne roja, el animal Neu5Gc se incorpora en nuestros tejidos. Mientras que el hidrato de carbono se acumula, nuestros sistemas inmunes tratan Neu5Gc como invasor no nativo, generando los anticuerpos contra él. Por eso las dietas carne-ricas rojas se asocian a la inflamación crónica y a enfermedades relacionadas, tales como cáncer de colon y ateroesclerosis.

Los investigadores en la Facultad de Medicina de San Diego de la Universidad de California descubierta recientemente cómo las bacterias de la tripa emplean las enzimas para estropear nuestras células de su contenido de Neu5Gc así que pueden festejar en los azúcares subyacentes, y de este modo, liberan el hidrato de carbono en la circulación sanguínea.

El estudio, publicado el 23 de septiembre de 2019 en microbiología de la naturaleza, introduce la posibilidad de usar estas enzimas bacterianas, llamada los sialidases, para autorizar Neu5Gc de nuestros tejidos y potencialmente para quitar el hidrato de carbono de la carne roja antes de que haya consumido.

Es nuestra esperanza que esta aproximación se podría utilizar como clase de probiótico o de prebiotic para ayudar a reducir la inflamación y el riesgo de enfermedades inflamatorias -; sin abandonar el filete.”

Karsten Zengler, doctorado, profesor de la pediatría y de la bioingeniería, Uc San Diego y autor mayor

Los científicos han sabido por décadas que el cáncer de colon y la ateroesclerosis son mas comunes en la gente que come mucha carne roja, pero no en carnívoros no humanos. Neu5Gc fue implicado como el eslabón entre el consumo de la carne roja y estas enfermedades humanas en estudios anteriores por estudio co-author a Ajit Varki, Doctor en Medicina, profesor de medicina distinguido y remedio celular y molecular en la Facultad de Medicina de Uc San Diego, y los colegas. Mostraron que Neu5Gc dietético asciende la inflamación, tumores y ateroesclerosis en ratones de Neu5Gc-deficient (humanizado).

En su último estudio, las personas de Zengler utilizaron los ratones humanizados similares (modelos del ratón que genético se han modificado para reflejar biología humana de cierta manera) para determinar cómo la dieta influencia el maquillaje de los microbiomes -; comunidades de microbios, determinado bacterias -; vida en la tripa. Los ratones fueron introducidos una dieta de la carne roja de Neu5Gc-rich o una de dos dietas del mando que faltaron el hidrato de carbono.

Total, la dieta parecida a la carne roja fue asociada a menos diversidad bacteriana en los microbiomes de la tripa del ratón. Con todo había varios tipos de las bacterias que eran más abundantes en la tripa de los ratones de Neu5Gc-fed que los ratones que no consumieron el hidrato de carbono carne-relacionado. Uno de éstos era el bacteroide, un tipo de bacterias sabidas para sobrevivir en los hidratos de carbono.

Más concretamente, una enzima del bacteroide era especialmente abundante en los ratones de Neu5Gc-fed -; un nuevo tipo de sialidase que hiende Neu5Gc lejos de células.

Para determinar cómo los resultados del ratón pudieron traducir a los seres humanos, Zengler esperaba originalmente conducto un estudio en el cual la gente comería una dieta vegetariana por dos meses, después cambia al consumo de la carne por dos meses, todos mientras que las personas rastreadas cómo sus microbiomes y sialidases de la tripa cambiaron. En vez de poner en marcha tal estudio, que habría sido costoso, Zengler encontró un experimento natural en la forma de vida del Hadza, grupo indígena del cazador-recolector que vive en una región alejada de Tanzania, en la África del Este. En la estación seca, la caza de Hadza y come la carne. En la estación húmeda, no pueden cazar y confiar en lugar de otro en una dieta sobre todo de bayas y de la miel.

Otros grupos de investigación han estudiado previamente el Hadza y sus microbiomes. Examinando público - los datos genomic disponibles de Hadza destripan bacterias en un cierto plazo, las personas de Zengler notaron que los bacteroides que contenían el gen del sialidase eran por lo menos dos veces más abundantes durante la estación (carnívora) seca, comparada a la estación húmeda.

Pero apenas porque los genes del sialidase están presentes no significa necesariamente que son también activos. Los investigadores sintetizaron tan el gen bacteriano del sialidase de Hadza y produjeron la enzima en el laboratorio. El sialidase resultante era Neu5Gc no humano activo y preferido sobre los hidratos de carbono humanos similares.

Zengler entonces tomó a estudio una medida más lejos: al colmado. Sus personas compradas salchicha del filete y de cerdo de un almacén local y traídas lo de nuevo al laboratorio. Frotaron su sialidase laboratorio-hecho en la carne y, en efecto, la mayor parte del Neu5Gc vino a la derecha lejos.

“La aproximación no es perfecta todavía -; la enzima del sialidase prefiere hender Neu5Gc, pero todavía hiende una broca de un hidrato de carbono humano similar,” dijo a Zengler, que es también un miembro del profesorado en el centro para la innovación de Microbiome en Uc San Diego.

Él y sus personas ahora están trabajando para optimizar la enzima para aumentar su especificidad. Las personas también quieren explorar métodos para producir en masa la enzima y para explorar más lejos su potencial para prevenir la inflamación y enfermedades inflamatorias.

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.