Exopolisacáridos bacterianos: ¿clave para el manejo de la enfermedad inflamatoria intestinal?
En los últimos años se han aislado diferentes bacterias de grado alimenticio capaces de producir macromoléculas (polímeros) conocidas como exopolisacáridos (EPS). Algunas de estas bacterias incluyen cepas de los géneros Lactobacillus, Lactococcus, Bifidobacterium, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Enterococcus y Weissella.1,2 Estos EPS tienen la función principal de conferir protección a las bacterias; además, les permiten adherirse a distintas superficies con la posibilidad de colonizar diferentes ambientes.2
¿Por qué estudiar los exopolisacáridos?
Los EPS han recibido notable atención por sus propiedades funcionales en tecnología de alimentos, ya que pueden mejorar las propiedades sensoriales de distintos productos fermentados (por ejemplo, yogur, quesos y productos a base de cereales), actuando como espesantes, agentes gelificantes y estabilizantes.3 Sin embargo, más allá de esto, algunos EPS han demostrado efectos fisiológicos positivos en la salud de los consumidores, tales como actividad antitumoral, inmunomoduladora, antimicrobiano, antiviral, prevención de úlceras, capacidad de reducir el colesterol y potencial efecto antiinflamatorio, por mencionar algunas.4
Exopolisacáridos y la enfermedad inflamatoria intestinal
La enfermedad inflamatoria intestinal (EII) es un término empleado para describir distintos trastornos que presentan inflamación crónica del tracto digestivo, como la enfermedad de Crohn y la colitis.5 Considerando que distintas bacterias productoras de EPS han demostrado disminuir la respuesta inflamatoria característica de EII, mejorando la consistencia de las heces fecales y reduciendo la atrofia del tejido colónico, además de promover la activación del sistema inmune, se ha planteado la hipótesis de que los EPS producidos por estas bacterias podrían estar asociados, al menos parcialmente, a los efectos benéficos observados, lo que representaría una alternativa para el desarrollo de alimentos funcionales dirigidos a poblaciones que sufren de este tipo de padecimientos.6,7
Es importante señalar que los efectos benéficos de los EPS dependen en gran medida de su composición, arreglo espacial, rigidez y habilidad de interactuar con otras moléculas, ya que estudios han demostrado que ligeras modificaciones en estas propiedades pueden cambiar el efecto biológico.4
Aunque se desconocen los mecanismos específicos de los EPS para disminuir la respuesta inflamatoria intestinal, se considera que estos pueden constituir una barrera al intervenir directamente en la capacidad de adhesión de bacterias patógenas, o indirectamente al estimular la secreción de moco intestinal, protector natural de la integridad celular del epitelio intestinal contra la abrasión de jugos digestivos y partículas de alimento. Por otra parte, se ha reportado que los EPS pueden regular la respuesta inflamatoria al interactuar con células del sistema inmunológico y promover la liberación de compuestos antiinflamatorios y suprimir la producción de moléculas proinflamatorias.8-10
En este sentido, como parte de su estancia académica en el Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD), José Ernesto Díaz Navarro, estudiante en el Grupo de Investigación en Biotecnología de Fermentaciones Lácticas, utilizó herramientas bioinformáticas para la creación de mapas de redes que permitieran identificar EPS producidos por grupos bacterianos específicos (Bifidobacterium y Lactobacillus), asociados a la liberación de moléculas (citocinas TGF-b, IL-17, IFNl, IL-1a, IL-4, IL-10, IL-22, IL-12) involucradas en la disminución de la respuesta inflamatoria generada por las EII. Adicionalmente, el grupo de Investigación, con el apoyo otorgado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) en la convocatoria de Ciencia Básica (Proyecto A1-S-53161), se encuentra explorando el efecto de exopolisacáridos liberados en el proceso de fermentación de leche contra los efectos causados por la inflamación intestinal.
Referencias
1 Ruas-Madiedo et al., (2005). J Dairy Sci., 88(3): 843-856.
2 Prete et al. (2021). Foods, 10(7), 1653.
3Adesulu-Dahunsi et al., (2018). Food Control, 92: 225-231.
4 J. Angelin y M. Kavitha (2020). Int. J. Biol. Macromol.,162: 853-865.
5 Yamamoto-Furusho et al. (2017). Revista de Gastroenterología de México, 82(1): 46-84.
6 Oerlemans et al. (2021). J. Funct. Foods, 76: 104289.
7 Germond et al. (2001). Eur. J. Biochem., 268: 5149-5156.
8Salazar et al. (2008). Appl. Environ. Microbiol., 74: 47374745.
9 Noda et al., (2021). Microorganisms, 9(11): 2243.
10 Brdarić et al., (2021). Front. Microbiol., 12.
11 Kuang et al., (2020). J. Funct. Foods, 75, 10421.
Colaboración de José Ernesto Díaz Navarro, Lourdes Santiago López, Adrián Hernández Mendoza, Belinda Vallejo Galland y Aarón Fernando González Córdova, investigadores de la Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Animal del CIAD.