por Sayer Ji
23 Mayo, 2014
del Sitio Web 
GreenMedInfo

traducción de Adela Kaufmann
Versión original en ingles

 

 

 

 

 

 

 

Un nuevo estudio pionero publicado en Molecular Nutrition & Food Research titulado "Comunicación entre especies entre Células Intestinales Anfitriones de Plantas y Ratones a través de Nanopartículas como las Exosomas - Interspecies Communication Between Plant and Mouse Gut Host Cells through Edible Plant derived Exosome-like Nanoparticles", revela una nueva forma en la que los componentes de los alimentos le ‘hablan’ a las células animales regulando la expresión génica y confieren significativos efectos terapéuticos.

 

Con el reciente descubrimiento de que de los microARN no codificantes en los alimentos son capaces de alterar directamente la expresión de los genes dentro de la fisiología humana, [1] este nuevo estudio concretiza aún más la idea del viejo aforismo ‘eres lo que comes’ es ahora compatible con la innovadora Biología molecular.

 

 

 


Los Exosomas - El "eslabón perdido" en cómo las plantas y células animales se comunican y colaboran

Este es el primer estudio de su tipo que mira 
el papel de los exosomas, pequeñas vesículas secretadas por las células de plantas y animales que participan en la comunicación intercelular entre las especies (plantas -animales). 

 

El estudio explica las propiedades biológicas de los exosomas de la siguiente manera: 

"Los exosomas son producidos por una variedad de células de mamíferos, incluyendo células inmunes epiteliales y tumorales. Los exosomas juegan un papel en la comunicación intercelular y pueden transportar ARNm, miARN, lípidos bioactivos u proteínas entre las células.

 

Tras el contacto, los exosomas transfieren las moléculas que pueden hacer nuevas propiedades y/o reprogramar sus células receptoras".

Mientras que la mayoría de las investigaciones sobre los exosomas se han centrado en su papel en estados patológicos tales como la promoción de tumores, recientemente se encontró que desempeñan un papel clave en la estimulación de la regeneración en el tejido cardiaco dañado, [2] y se sabe que son encontradas en la leche materna humana, subrayando cuán insustituible es la lecha materna comparada a la fórmula infantil sintetizada. [3]

 

 

 

 

El nuevo estudio

Los investigadores aislaron nanopartículas como-exosomas derivadas de plantas (EPDENs) de jengibre, zanahoria, uva y pomelo, y observaron su comportamiento en las células de mamíferos (ratones). 

 

Ellos eligieron estos frutos comestibles de consumo habitual y verduras, ya que,

"Es bien establecido que una dieta de origen vegetal tiene una gran influencia en la regulación de la homeostasis de la célula anfitriona del mamífero, en particular, las células en el sistema digestivo.

 

La desregulación de la homeostasis de la célula anfitriona derivada de una dieta regulada de origen vegetal conduce a una mayor susceptibilidad a las infecciones, enfermedades intestinales inflamatorias crónicas y cáncer".

Señalaron,

"La maquinaria celular y molecular que regula tal mutualismo entre las especies, entre una dieta de origen vegetal y el intestino de los mamíferos no está definido por completo."

Su nuevo estudio tuvo como objetivo aumentar los conocimientos sobre la definición de los mecanismos mediante los cuales se produce la interferencia cruzada de los reinos.

 

 

 

 

Los exosomas vegetales afectan íntimamente a las células de mamíferos


Después de aislar y caracterizar nanopartículas como- exosomas de cuatro plantas comestibles, los investigadores descubrieron que poseían notable similitud en tamaño y estructura a los exosomas derivados de mamíferos.

 

Además, el estudio demostró "que estas nanopartículas como-exosomas son captadas por los macrófagos intestinales y las células madre, y tienen efectos biológicos en las células receptoras."

 

Los efectos biológicos se describen a continuación:

  • Las nanopartículas- como exosomas del jengibre indujeron fuertemente hemo oxigenasa-1 (HO-1) e IL-10 expresada en macrófagos, una indicación de las propiedades anti-inflamatorias y antoxidantes.
     

  • Nanopartículas como-exosomas derivados de la fruta, incluyendo uva y pomelo indujeron la activación del Wnt/TCF4, que es un componente clave de la respuesta anti-inflamatoria
     

  • Todos los alimentos probados activan la translocación nuclear del Nrf2, un regulador clave del gen HO1, que tiene un papel importante en la inflamación y anti-antioxidación. El jengibre se encontró que era más potente, seguido por la toronja, zanahoria y uva

En particular, se encontraron que los EPDENs son resistentes a la digestión enzimática gástrica e intestinal, lo que indica además que son capaces de ejercer efectos biológicos significativos al escapar de la degradación digestiva, que también se ha encontrado en las lectinas y los microARNs dentro de los alimentos comestibles. 

 

Los investigadores analizaron sus resultados:

"Nuestros hallazgos muestran que las nanopartículas como-exosomas están presentes en frutas y vegetales comestibles y revelan una estrategia previamente no reconocida, por el cual las plantas se comunican con las células de mamíferos a través de nanopartículas como-exosomas en el intestino, y en particular los macrófagos intestinales y células madre.

 

Se encontró que las plantas comestibles contienen grandes cantidades de nanopartículas.

 

Al igual que los exosomas de los mamíferos, una mayor caracterización de las nanopartículas de plantas llevó a identificarlas como nanopartículas como- exosomas basados en las nanopartículas siendo formadas por proteínas, lípidos y miRNAs.

 

EPDENs de diferentes tipos de plantas tienen diferentes efectos biológicos en las células de los mamíferos receptores.

 

Este hallazgo abre una nueva vía para estudiar más a fondo los mecanismos moleculares que subyacen a la forma de comunicación-cruzada en el reino vegetal con las células de mamíferos como los macrófagos intestinales y las células madre a través de EPDENs.

 

Esta información puede proporcionar la base molecular de la utilización de múltiples agentes derivados de plantas para un mejor efecto terapéutico que cualquier agente de origen vegetal único".

También nos ofrecieron que sus resultados pueden explicar por qué los que consumen una mayor variedad de plantas comestibles son más saludables:

"Se ha sabido por décadas que las personas que comen una variedad de plantas comestibles diariamente son los destinatarios de los muchos efectos beneficiosos para la salud en comparación con los sujetos que ingieren menos tipos de plantas comestibles.

 

Ingerir EPDENs de una variedad de frutas y verduras diarias se esperaría que proporcione mayores efectos beneficiosos para el mantenimiento de la homeostasis intestinal que ingerir EPDENs de sola planta comestible".




Discusión - implicaciones más profundas del Estudio

Como parte de los fascinantes nuevos campos de 
la epigenética y la nutrigenómica, los hallazgos de este nuevo estudio prometen ampliar la relevancia de los alimentos en la práctica de la medicina y la prevención de la enfermedad.

 

Hemos cruzado un umbral crítico en las últimas décadas, donde la comida ya no puede considerarse simplemente como una fuente de contenido de calorías, minerales y vitaminas, y bloques de construcción para la máquina del cuerpo.

 

Más bien, la comida lleva formas muy específicas de información biológicamente significativa (literalmente ‘pone la forma'), sin los cuales nuestra infraestructura genética y epigenética no puede funcionar de acuerdo a su diseño inteligente. 

 

El descubrimiento de la modulación mediada por exosomas derivados de plantas de vías celulares fundamentales de mamíferos presta poderoso apoyo al concepto de que las prácticas nutricionales ancestrales transmitidas por incontables generaciones son fundamentales en el mantenimiento de nuestra salud.
 

Con el advenimiento de la dieta post-industrial, basada en gran parte en la nutrición sintetizada 'como-comida', y la novedosa introducción de la alimentación a base de granos en sólo las últimas 500 generaciones, nuestra dieta actual adolece profundamente de una serie de alimentos biológicamente incompatibles. 

 

Millones de años de procesos co-evolutivos han generado una amplia gama de co-dependencia intercruzada de las especies.
 

Por ejemplo, los mamíferos y las angiospermas (que comprenden cerca de 250,000 especies e incluyen la mayoría de las plantas con flores que proporcionan al mundo moderno su dieta), se desarrolló conjuntamente por al menos 200 millones de años, y hoy son dos de las formas más dominantes de vida en el planeta.

 

La tela muy molecular y de información de nuestros cuerpos evolucionó a depender íntimamente con la presencia de varios componentes clave de alimentos en la dieta humana, y la ausencia de otros que puedan ser perjudiciales para nuestra salud.

 

Los componentes de alimentos como los exosomas pueden ser tan importantes para nuestra salud como las vitaminas y otros ‘nutrientes’ clásicamente definidos, e incluso puede ser más importante en la modulación de una amplia gama de complejos y epigenéticos procesos celulares dentro del cuerpo.

 

Esto también puede explicar el misterio de cómo ciertas frutas, como la granada, se han encontrado que reemplazan la función del ovario en modelos de envejecimiento prematuro en mamíferos con ovariectomía.

 

Mientras que la granada es una fuente muy concentrada de estronas bioidénticas, los exosomas pueden ser el "eslabón perdido" en cuanto a cómo un alimento vegetal puede apoyar los complejos procesos hormonales dentro del cuerpo del animal, además de ejercer una gama tan amplia de efectos terapéuticos adicionales sobre la salud.

 

Esta es más evidencia con plantas como la cúrcuma, que tienen más de 600 beneficios para la salud y se ha encontrado que modula la expresión de miles de genes simultáneamente. [4]

 

Creemos que en conjunto, los descubrimientos recientes que,

  1. el microARN en alimentos como el arroz pueden entrar en nuestra sangre y tejidos y regular la expresión génica

  2. que el ARN de doble-hélice dentro de una amplia gama de alimentos de consumo habitual tienen homología molecular con miles de ARN humanos (y por lo tanto son capaces de silenciarlos)

  3. que las lectinas también pueden activar directamente la maquinaria nuclear dentro de ciertas células, la modulación de los genes mediante la adición de exosomas presta más apoyo a la idea de que la calidad y el tipo de alimentos que consumimos llevan tanta relevancia en términos de "destino biológico" como el ADN dentro de nuestro genoma

Con la emocionante investigación ya disponible, la famosa cita atribuida a Thomas Edison suena más cierta hoy que nunca:

"El médico del futuro no dará ninguna medicación, pero interesará a sus pacientes en el cuidado del marco humano, la dieta humana y en la causa y prevención de la enfermedad."

 

 

 

Referencias

  1. Lin Zhang - Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA Investigación de Células (2012) 22 : 107-126. doi: 10.1038/cr.2011.158; publicado en línea el 20 de septiembre 2011

     

  2. Ahmed Gamal-Eldin Ibrahim, Ke Cheng, Eduardo Marbán Exosomas como Agentes Críticos de Regeneración Cardíaca Desencadenada por Terapia Celular. Reportes de Células Madre, 05 2014 DOI: 10.1016 / j.stemcr.2014.04.006

     

  3. Qi Zhou1, et al - Immune-related MicroRNAs are Abundant in Breast Milk Exosomes Int J Biol Sci 2012; 8 (1): 118-123. doi: 10.7150 / ijbs.8.118

     

  4. Sreenivasan S, Thirumalai K, Danda R, Krishnakumar S. - Effect of curcumin on miRNA expression in human Y79 retinoblastoma cells. Curr Res Eye. 2012 May; 37 (5): 421-8. doi: 10.3109 / 02713683.2011.647224. PubMed PMID: 22510010.