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¿Por qué los Probióticos Promueven Efectos Beneficiosos sobre las Personas?

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Foto. Cultivo de células dendríticas con bacterias probióticas (Fotografía cedida por los investigadores)

Aunque es común encontrar alimentos funcionales que incluyen probióticos en cualquier supermercado, aún no se entienden completamente los mecanismos que generan esos efectos.

Un equipo de investigadores del Instituto de Biología y Genética Molecular (IBGM) -centro mixto de la Universidad de Valladolid (UVa) y el CSIC-, el Hospital Universitario Río Hortega de Valladolid, el Imperial College de Londres (Reino Unido) y la empresa granadina Abbott Laboratories ha estudiado en un modelo celular los efectos que tienen las bacterias probióticas que contienen comúnmente algunos alimentos funcionales.

Los alimentos funcionales son aquellos que pueden proporcionar un efecto beneficioso para la salud, más allá de su valor nutritivo. Entre ellos están los que incluyen probióticos, microorganismos vivos que se agregan a un alimento y que permanecen activos en el intestino, adhiriéndose a la mucosa intestinal y ejerciendo efectos fisiológicos. Ingeridos en cantidades suficientes, se considera que poseen efectos beneficiosos para el organismo, como su contribución al equilibrio de la flora intestinal (el conjunto de bacterias que viven en el intestino) o la potenciación del sistema inmunitario, aunque buena parte de estas bondades no han sido confirmadas científicamente.

“Estamos bombardeados con información sobre los probióticos pero gran parte de ella no tiene una base científica clara, ya que sus efectos beneficiosos sobre el sistema inmunitario no se entienden completamente. Nuestro objetivo en este estudio ha sido profundizar en las vías de señalización por las que se promueven estos efectos beneficiosos, lo que facilitaría un uso más adecuado de los mismos para restaurar la homeostasis, o lo que es lo mismo, la regulación en diferentes trastornos relacionados con el sistema inmunitario, como la enfermedad inflamatoria intestinal o las alergias», explica Eduardo Arranz, responsable del Laboratorio de Inmunología de las Mucosas del IBGM.

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Foto. Eduardo Arranz, responsable del Laboratorio de Inmunología de las Mucosas del IBGM

En concreto, el equipo científico ha examinado los efectos de seis probióticos en células dendríticas derivadas de monocitos (moDCs). Los investigadores han desarrollado un modelo ‘in vitro’ de estas células especializadas, características del sistema inmunitario de los mamíferos, que ya han aplicados en otros estudios sobre procesos que cursan con inflamación intestinal, como es el caso de la enfermedad celiaca, donde la situación funcional de las células dendríticas juega un papel central.

“Nuestra hipótesis es que la forma en que las células dendríticas procesan los probióticos es determinante para que pongan en marcha una respuesta inmunitaria activa de inflamación, en algunos casos, o una respuesta de tolerancia, que en condiciones normales es la habitual», apunta Arranz.

Para contrastar esta hipótesis y determinar las vías de señalización a nivel molecular por las que se promueven los efectos beneficiosos de los probióticos, el equipo seleccionó seis microorganismos: algunos que se encuentran habitualmente en productos disponibles comercialmente (como ‘Lactobacillus rhamnosus’, ‘Lactobacillus fermentum’ o ‘Bifidobacterium lactis’) y otros que ya tienen un efecto conocido sobre la maduración de las células dendríticas, con el fin de realizar una comparativa.

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Imagen. Microorganismos patógenos, señales ambientales o la expresión de proteínas de membrana pueden inducir la activación y maduración de las células dendríticas.

Diferentes Probióticos tienen Diferentes Efectos

El trabajo encabezado por los investigadores de la UVa aporta una información amplia y valiosa en torno a los probióticos estudiados. “Los resultados ponen de manifiesto que, dependiendo de cómo procesan las células dendríticas a un probiótico o a otro, se obtiene un efecto diferente. Hemos visto que ‘L. rhamnosus’, el microorganismo más utilizado, promueve la maduración de las células dendríticas, lo que significa que fomenta la activación de la respuesta inmunitaria, de modo que habría que utilizarlos con cautela, por ejemplo, en aquellos individuos que tienen un proceso inflamatorio en curso. En el caso de ‘L. fermentum’, derivado de la leche materna, no induce una activación o maduración de las células dendríticas por lo que es un buen probiótico; al igual que ‘B. lactis’, que no solo no induce ninguna maduración, sino que podría tener ciertos efectos aniinflamatorios», detalla Arranz.

Aunque estos resultados tienen que ser confirmados en estudios posteriores, conocer esta información básica, agrega, es un primer paso para que en un futuro se puedan aplicar estos probióticos a patologías como alergias alimentarias, enfermedad de Crohn, enfermedad celiaca, colitis ulcerosa o gastritis por Helicobacter, patologías en las que es necesario devolver al intestino a un estado de homeostasis, es decir, de control y de regulación.

El trabajo, publicado en la revista ‘Journal of Functional Foods‘, ha formado parte de la tesis doctoral de Beatriz Martínez Abad, que se ha desarrollado a lo largo de cinco años y en la que se ha profundizado en el efecto de los probióticos sobre los distintos elementos del sistema inmunitario innato y adaptativo.

Referencia Bibliográfica 

Martínez-Abad, B., Garrote, J. A., Bernardo, D., Montalvillo, E., Escudero-Hernández, C., Vázquez, E., … y Arranz, E. (2016). “Differential immunomodulatory effects of Lactobacillus rhamnosus DR20, Lactobacillus fermentum CECT 5716 and Bifidobacterium animalis subsp. lactis on monocyte-derived dendritic cells». Journal of Functional Foods, 22, 300-312.

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Colombia trabaja para declarar región como «Libre de Fiebre Aftosa sin vacunación»

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Desarrollan vacuna contra el virus de la fiebre aftosa con tecnología innovadora

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El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de Argentina (INTA), el National Research Council de Canadá (NRCC) y Bioinnovo –empresa de base tecnológica conformada por el INTA y Vetanco SA– trabajan con la primera vacuna contra el virus de la fiebre aftosa que no utiliza material infectivo en su proceso de manufactura. Se trata de un hito de relevancia mundial.

La fiebre aftosa es la primera barrera en la comercialización internacional de productos agropecuarios. Los brotes de la enfermedad tienen un gran impacto económico y social a nivel global. Se estima que en las regiones endémicas las pérdidas anuales asociadas a esta enfermedad son de entre 8,4 y 27,3 billones de dólares.

Recientemente se reportaron brotes en animales salvajes en Alemania y en bovinos en Israel, que confirman los riesgos e importancia de contar con estrategias preventivas para esta enfermedad. Para prevenirla existen vacunas efectivas que emplean material infectivo en el proceso de producción. Muchos países deciden no tener plantas productivas de la vacuna dentro de sus territorios o prohíben trabajar con cepas diferentes a las de circulación regional, restringiendo la producción al mercado local.

Por esto, Bioinnovo –empresa de base orientada a la salud animal con más de diez años de trayectoria formada entre el INTA y Vetanco S.A.– es decir, “se puede producir en instalaciones convencionales utilizando los mismos equipos y tecnologías que los ya empleados en la fabricación de cualquier vacuna que utilice células de mamíferos en su proceso productivo”, explicó Andrés Wigdorovitz, director de INCUINTA y Bioinnovo.

“Se trata de una solución segura, eficaz y con perspectivas de posicionarse como una alternativa superadora en cuanto a requerimientos de seguridad y versatilidad”, aseguró Wigdorovitz. “Es la primera vacuna contra la fiebre aftosa en células de mamífero en no utilizar material infectivo en ninguna etapa del proceso productivo”, agregó, y destacó que “el proyecto de una vacuna recombinante para el tratamiento de la fiebre aftosa comenzó hace más de diez años en el Instituto de Virología y fue protegida por una patente a fines del año 2022”.

Por su parte, Marianela Dalghi, investigadora en Bioinnovo y responsable actual de liderar el proyecto, indicó: “Su fórmula basada en cápsides vacías recombinantes (o VLPs, del inglés Virus-Like Particles) hace que no sean necesarios procesos exhaustivos de purificación para eliminar proteínas no estructurales del virus y permite fácilmente discriminar animales infectados de vacunados (DIVA)”.

En ese sentido, al no utilizar virus infectivo en ninguna de las etapas de producción, “la fabricación de nuestra vacuna no está sujeta a las limitaciones nacionales e internacionales de manejo de cepas virales”, subrayó Dalghi. Además, destacó que “ofrece gran potencial para diversificar los portfolios vacunales, alcanzar nuevos mercados, expandir los bancos de antígeno, potenciar la capacidad de respuesta ante emergencias sanitarias en el país y agilizar el desarrollo de vacunas contra cepas virales emergentes”.

En los últimos dos años de trabajo, Bioinnovo logró validar la tecnología desarrollada a escala preindustrial, y avanzar en la elaboración de la documentación necesaria para su registro.

Se está trabajando, en esta etapa, en la búsqueda de un socio internacional. “Este trabajo se está realizando en forma articulada con Cancillería de la Nación de forma muy alentadora, para llevar la tecnología a la etapa de lanzamiento comercial dentro de 2 a 4 años, y con un producto que sea innovador, seguro y tan eficaz como las mejores vacunas disponibles actualmente”. subrayó Wigdorovitz

Por su parte, Jorge Winokur, presidente de Bioinnovo y Vetanco, declaró: “Desde Bioinnovo y su socio comercial Vetanco seguimos invirtiendo en plataformas de vacunas bioseguras para abastecer al mundo en el control de brotes de variantes exóticas”.

Esta política de manipulación segura de materiales va acompañada de los productos de la plataforma Biotech para inmunidad de las mucosas y la línea Vedevax de vacunas dirigidas. Y añadió: “Estamos orgullosos de contar con un equipo comprometido de investigadores, innovadores y técnicos”.

Nueva tecnología

La metodología actual que se empleó para producir nuestra vacuna recombinante se basa en el crecimiento en un biorreactor de las células de mamífero CHOBRI TM que contienen la información para producir de manera inducible VLPs del virus de la fiebre aftosa.

La estrategia de optimización de la producción inducible de VLPs que se desarrolló ha sido patentada por el INTA en conjunto con el NRCC.

Los biorreactores que se utilizan son los mismos que se usan en la producción de vacunas antiaftosa para replicar a las partículas virales infectivas en células de mamífero BHK-21. Luego de que las células alcanzan una masa crítica de crecimiento, se induce la expresión de las VLPs utilizando cumato, un compuesto químico que no es tóxico y es ampliamente accesible.

Después del período de inducción, se colectan las células y se lisan, y posteriormente se somete al lisado celular a procesos de purificación. Finalmente, se adicionan adyuvantes y excipientes de modo de obtener la formulación final, a la cual se le realizan los más estrictos controles de calidad.

Premio a la solución innovadora

Entre más de 1.500 postulantes, el proyecto desarrollado en conjunto por el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRCC) y el INTA, actualmente liderado y financiado por Bioinnovo, ganó la 15° edición (2024) del Concurso de Soluciones Innovadoras Banco Nación, organizado por la Fundación Empretec.

Este premio destacó la vacuna innovadora para prevenir la fiebre aftosa que utiliza cápsides vacías y genes recombinantes sintéticos, eliminando la necesidad de material infeccioso.

Este premio no sólo reconoció un avance científico-tecnológico sino también el esfuerzo de trabajo en equipo y compromiso para crear soluciones con impacto positivo a nivel mundial.

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