04 Nov Un gusano como herramienta para ayudar a comprobar la funcionalidad y eficacia de los ingredientes
El VIII Spanish Worm Meeting, que se celebró el 21 y 22 de octubre de 2022 y al que acudió CNTA, evidenció el potencial del nematodo C. elegans como modelo para la evaluación funcional de ingredientes. Te contamos lo más destacable en este post.
Carolina González, responsable de Nuevos Ingredientes Alimentarios de I+D+i de CNTA
Noelia López, investigadora de I+D+i de CNTA
Ana Sanchez, investigadora de I+D+i de CNTA
En la actualidad hay en el mundo 650 millones de adultos, 340 millones de adolescentes y 39 millones de niños que son obesos, según los datos que ofrece la Organización Mundial de la Salud (OMS).
En España esta patología se ha triplicado desde la década de los setenta y afecta actualmente al 21,6% de la población adulta y a un 16,7% de los niños y adolescentes españoles, conforme a los datos de la Encuesta Nacional de Salud. Esta situación supone un desafío que con bastante frecuencia no se reconoce como un problema social y sanitario grave.
Un organismo que puede poner su pequeño granito de arena para ayudar a luchar contra esa epidemia es el Caenorhabditis elegans (C elegans), un gusano (nematodo) diminuto que vive entre los granos de tierra y que se descubrió a principios del siglo XX en Argelia, donde lo encontró el zoólogo francés Émile Maupas, que fue el primero en aislarlo y describirlo.
Y, ¿cómo aporta su granito de arena? Siendo utilizado como una herramienta para la evaluación funcional de ingredientes.
El uso de este organismo para evaluaciones in vivo está creciendo porque cuenta con muchas similitudes al ser humano, por lo que es un modelo de estudio que puede otorgar resultados, en algunos casos, que sirvan para poder diseñar productos para alimentación humana.
Este gusano, de apenas 1 mm de longitud, es ampliamente utilizado en experimentación debido a sus particulares características. Entre ellas destacan: su rápido ciclo vital (2-3 semanas), su elevada progenie (300 individuos en 2-4 días dependiendo de la temperatura de cultivo) y su fácil manejo en el laboratorio. Además, estos nematodos son hermafroditas, por lo que su progenie son individuos clónicos de su progenitor.
Otra de las ventajas que presenta este animal es su transparencia, lo que permite la visualización de su interior mediante microscopía. Por otro lado, la utilización de diferentes marcadores fluorescentes faculta, adicionalmente, identificar y localizar células individuales e incluso estructuras subcelulares.
A pesar de su simplicidad, este gusano cuenta con músculos, neuronas, órganos sexuales y tubo digestivo. Reacciona al tacto, puede reconocer olores y muestra diferentes comportamientos dependiendo de las condiciones en las que se haya desarrollado.
La comunidad científica habla sobre C. elegans
Sobre la potencialidad del C. elegans se habló en el VIII Spanish Worm Meeting que se celebró en el Center for Biomedical Research of La Rioja (CIBIR) de Logroño los días 21 y 22 de octubre de 2022.
En este encuentro bienal, que reúne a la comunidad científica española que trabaja con C. elegans, tanto en España como en universidades y centros de investigación extranjeros, se trataron dos grandes áreas de conocimiento:
- Ciencia básica de elegans, en la que el nematodo es el propio objeto de estudio desde diferentes campos: genética, desarrollo, mecanismos neuronales, metabolismo, aprendizaje, etc.
- Ciencia aplicada de elegans, en donde el gusano es utilizado como una herramienta para el estudio de la eficacia de compuestos para la prevención o tratamiento de enfermedades (aplicación biomédica y farmacéutica) o mejorar el estado saludable (aplicación alimentaria o nutracéutica).
La sesión de apertura de esta VIII edición fue a cargo de Andrew Fire, profesor de Patología y Genética en la Facultad de Medicina de Universidad de Stanford y Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2006, junto con Craig C. Mello.
En su ponencia Fire habló sobre la expresión génica (proceso por el cual la información codificada por un gen se usa para producir moléculas de ARN que codifican para proteínas o para producir moléculas de ARN no codificantes) en el modelo animal y su influencia en el estudio de su desarrollo.
Así, indicó que “el C. elegans es muy interesante para la investigación, ya que crece y se desarrolla muy rápidamente por lo que es muy útil”. Y añadió que este nematodo puede ser “muy importante para luchar contra el cambio climático”, debido a que este gusano está emparentado con otros que son dañinos para el suelo y “entender bien sus diferencias podría ayudar a mejorar la calidad de los suelos”.
Presentación de nuevos ingredientes
En el encuentro pudimos ver presentaciones de ingredientes en los que se utilizó para ver la eficacia de sus funcionalidades al C. elegans. Una de ellas fue la de Ferran Balaguer, investigador en ADM Biopolis, realizó una ponencia sobre el uso potencial de un nuevo postbiótico (LTA o ácido lipoteicoico), producido a partir de una cepa de B. animalis spp. Lactis BPL1 (CECT8145), como reductor de la acumulación de grasa, incluso en condiciones de hiperglucemia.
Así, Balaguer explicó que con la utilización de los “probióticos y postbióticos se pretende evitar, en la medida de lo posible, el uso de medicamentos contra la obesidad”, que pueden presentar efectos secundarios adversos.
Para concluir el experto de ADM señaló que “nuestros estudios indican que el potencial uso del LTA, como un nuevo postbiótico, podría posicionarlo como un prometedor ingrediente para utilizarlo para uso terapéutico o preventivo del síndrome metabólico y de los trastornos de diabetes”.
Por su parte, Deyan Yavorov-Dayliev, de la Universidad de Navarra, expuso una investigación centrada en la evaluación de un simbiótico (combinación de probiótico y prebiótico) sobre la respuesta de la insulina y el uso potencial del ingrediente para prevenir alteraciones relacionadas con el síndrome metabólico y alteraciones en el metabolismo de la glucosa.
El incremento de la prevalencia a la resistencia a la insulina de la diabetes tipo-2 y la obesidad empuja a la comunidad científica a “buscar terapias alternativas mediante la suplementación con compuestos bioactivos y probióticos”, comentó Yavorov-Dayliev.
El ponente de la Universidad de Navarra expresó que su proyecto está en “fase de investigación” y que por el momento han podido comprobar que “la combinación del probiótico (Pediococcus acidilactici), el compuesto alimenticio Picolinato de cromo, junto con Betaglucanos de avena (una fibra soluble prebiótica) reduce significativamente la grasa en el gusano, más que el probiótico solo”.
Además, Deyan Yavorov-Daylev afirmó que “la combinación de los tres ingredientes disminuye en un 20% la formación de especies reactivas al oxígeno, lo que presenta un efecto de antienvejecimiento en los C. elegans”.
Automatización del procesado de datos
En el evento CNTA participó mediante un póster titulado: ‘Análisis automatizado basado en imágenes de la acumulación y el estrés oxidativo de C. elegans para la evaluación funcional de los ingredientes’, en el que mostró los últimos avances logrados para la automatización del procesado de datos.
El trabajo fue acogido con interés entre los grupos de investigación que utilizan el modelo animal como una herramienta de screening, ya que el análisis de imagen
consume la mayor parte del tiempo en este tipo de ensayos y con esta solución se logra tener una mayor eficiencia y una reducción en el coste económico.
El análisis convencional se basa en el procesado de cada una de las fotos o imágenes, tomadas con el microscopio de forma individual, lo que resulta bastante laborioso y consume mucho tiempo. Para mejorar ese proceso desde CNTA se ha utilizado un software de procesado de imágenes para crear instrucciones que permitan analizar imágenes de una manera automática.
Mediante ese proceso se ha logrado reducir el procesado de imágenes (en un ensayo puede haber más de 700 fotografías) de 10-20 horas a solo unos minutos.
Además, CNTA trabaja con C. elegans como herramienta para evaluar el potencial efecto saludable de nuevos ingredientes alimentarios sobre las siguientes funcionalidades:
- Mejora del metabolismo de las grasas mediante estudios sobre la reducción de la acumulación de depósitos de grasa en los nematodos.
- Inhibición del estrés oxidativo o actividad antioxidante a través de la cuantificación de las especies reactivas al oxígeno que permiten determinar la actividad antioxidante de los ingredientes.
- Antienvejecimiento, en donde se evalúa la longevidad o esperanza de vida de los animales.
