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