Evaluación de los efectos inmunológicos de nuevos componentes de alto valor biológico elaborados por la industria alimentaria

Resumo

La alimentación humana y animal están continuamente necesitadas de nuevas fuentes alimentarias saludables y altamente productivas para dar cabida a la creciente presión demográfica y a la fuerte demanda de alimentos especializados. Aparte de las fuentes agroalimentarias primarias habituales, el diseño de vías alternativas de procesamiento de estos alimentos basales, la reutilización de productos secundarios o subproductos, o el aislamiento de componentes esenciales de los alimentos y su adición a alimentos funcionales o de diseño son estrategias en amplia evolución. El presente trabajo se centra en la utilización alternativa de dos recursos alimentarios básicos. Por una parte, el fraccionamiento de la aceituna de forma previa a su procesado en las almazaras es una fuente de nuevos y valiosos productos con alto valor añadido. Uno de estos productos son las harinas procedentes de la semilla del hueso, que están siendo valoradas por su alto contenido en componentes nutricionales y por sus emergentes capacidades nutracéuticas. Por otra parte, las diversas especies de altramuz dulce, y especialmente el altramuz de hoja estrecha, representan cultivos en continuo crecimiento dado que su consumo en diversas preparaciones (ej. semillas completas o harinas) ha mostrado poseer propiedades antidiabéticas, así como propiedades saciantes que contribuyen a luchar contra la obesidad. Carecemos, sin embargo, de evidencias científicas que soporten estas propiedades observadas de forma empírica. Es por tanto el objetivo fundamental de esta Tesis Doctoral obtener dicha evidencia, a través del ensayo biológico de componentes derivados de estas fuentes alimentarias. En el caso de la aceituna, se ha tomado como base el estudio NUTRAOLEUM, que ha mostrado ser un escenario altamente informativo para analizar in vivo los beneficios de los triterpenos del aceite de oliva (ácidos oleanólico y maslínico) sobre la salud de humanos sanos. El ensayo incorpora la toma basal por parte de los participantes de un suplemento diario (30 mL/día) de aceite optimizado de aceite de oliva, y de un aceite de oliva funcional, ambos creados mediante procedimientos de elaiotecnia, en comparación con la toma de un aceite de oliva virgen extra (todos ellos con concentraciones diferenciales de estos compuestos). En el ensayo (aleatorizado, cruzado y controlado) participaron 51 adultos. A diferencia de otros estudios emergentes de este ensayo clínico ya realizados in vivo, en esta Tesis Doctoral se optimizó un método de cultivo ex vivo de la sangre de los pacientes con inducción de un estado inflamatorio artificial que permitió una amplificación de la red de señales implicadas. Las muestras de plasma obtenidas o las células mononucleares de sangre periférica aisladas de los cultivos fueron sometidas a un exhaustivo análisis de marcadores de inflamación y estrés oxidativo mediante ELISA, Q-PCR, Western blotting cuantitativo y Bio-Plex [i.e. IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, IL12, IL-13, IL-17, granulocyte macrophage colonystimulating factor (GM-CSF), interferon (IFN)-γ, TNF-α, granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF), macrophage inflammatory protein (MIP)-1β, monocyte chemotactic protein (MCP)-1], concentración de NO, presencia de iNOS y cambios en los patrones de nitración proteica), que permitieron demostrar la elevada capacidad antiinflamatoria y antioxidante de estos compuestos (triterpenos) del aceite de oliva. Igualmente se demostró (por procedimientos análogos), el carácter antiinflamatorio de las harinas derivadas de semillas de olivo que fueron añadidas a los cultivos ex vivo de sangre de pacientes, y que fue especialmente evidente en pacientes diabéticos tipo 2 en los cuales se detectó una disminución de la inflamación subclínica subyacente a esta patología. Estos ensayos con harinas de semillas fueron además confirmados en otro sistema experimental, consistente en experimentos en cultivos celulares de células pancreáticas, inducidos con tres inductores diferenciales de inflamación En el caso de las proteínas de altramuz, se utilizaron las formas recombinantes (rβ1, rβ2, rβ3, rβ4 y rβ6) de las conglutinas del altramuz de hoja estrecha, purificadas mediante cromatografía de afinidad. Estas proteínas fueron ensayadas en diversos sistemas biológicos que incluyen su co-cultivo ex vivo con sangres de pacientes sanos y diabéticos/síndrome metabólico, cultivos in vitro de células pancreáticas, y cultivos in vitro de células pancreáticas en las que se había inducido tolerancia a insulina. En este caso, además de los marcadores de inflamación y del estado oxidativo más relevantes mencionados anteriormente, se analizaron marcadores adicionales como la carbonilación proteica, y marcadores implicados en la ruta de señalización de la insulina y otros, como IRS-1, GLUT4, CCL5, CCR2, ICAM-1 y NF-κB1 (p50), proteína kinasa B (AKT). También se realizaron análisis de la capacidad de unión directa de estas conglutinas recombinantes con la insulina y un análisis de la fosforilación de IRS-1. Estos estudios concluyeron que las conglutinas rβ1, rβ3, y rβ6 son capaces de reducir la expresión y la presencia de moléculas proinflamatorias y el estado oxidativo en general, e incrementar por otra parte la expresión de receptores y transportadores de la insulina, favoreciendo posiblemente el reconocimiento y el control de los niveles de ésta. Las isoformas rβ2 y rβ4 son, por el contrario, favorecedoras de un estado inflamatorio y no tuvieron efecto sobre la señalización de la insulina. En el caso de células resistentes a la insulina, las conglutinas recombinantes rβ1, rβ3, y rβ6 fueron capaces de mejorar notablemente los niveles de los marcadores más relevantes referentes a inflamación y estado oxidativo de los cultivos resistentes. Esta Tesis Doctoral ha permitido, por tanto, desarrollar herramientas y procedimientos capaces de diseccionar los efectos potencialmente nutracéuticos de diferentes componentes agroalimentarios, ejemplificándolos en el caso de dos alimentos de amplia utilización como son la aceituna (y sus derivados) y el altramuz. Este conocimiento es de utilidad para la industria agroalimentaria y desarrolla nuevos aspectos de la salud, probablemente aplicables al tratamiento de diversas patologías como la diabetes tipo 2.