Argentina Israel |24 octubre, 2016

Leche | ¿Acaso científicos israelíes encontrarán la manera de impedir que la leche se descomponga?

En un futuro previsible, las compañías alimenticias podrían ser capaces de almacenar productos como la leche en recipientes que matan o al menos retrasan el desarrollo de bacterias en su interior.

En un futuro previsible, las compañías alimenticias podrían ser capaces de almacenar productos como la leche en recipientes que matan o al menos retrasan el desarrollo de bacterias en su interior.

Los experimentos se están llevando a cabo en la Facultad de Agricultura de la Universidad Hebrea con el objeto de producir un cartón de leche bioactivo para alargar la vida de los productos en los estantes.

Se estima que la población mundial llegue a un total de 9 mil millones para 2050, alrededor de un 20 por ciento más que en la actualidad, con un aumento estimado del 70 por ciento en el consumo de alimentos.

El reto está ahí, especialmente teniendo en cuenta los cambios climáticos que están reduciendo la oferta de tierras cultivables y el agua disponible para alimentarlas.

La investigación para disminuir la velocidad de la putrefacción de los alimentos está dirigida por el Dr. Zvi Hayouka del Instituto de Bioquímica, Ciencias de los Alimentos y Nutrición de la Universidad Hebrea en Rehovot en colaboración con el Dr. Moshe Shemesh del Centro Volcani de Investigación Agrícola, el profesor Saul Burdman del Departamento de Patología Vegetal y Microbiología de la Universidad Hebrea, y el Prof. David Avnir del Instituto de la Universidad de Química.

Hayouka utiliza péptidos antimicrobianos para impedir o retrasar el desarrollo de las bacterias. Éstas son cadenas cortas de proteínas compuestas de entre 10 y 50 aminoácidos. Los péptidos son secretados de forma natural (como parte de los esfuerzos del sistema inmune) por los seres humanos, animales y diversas plantas a fin de prevenir infecciones.

Un ejemplo de esto es la Magainina, descubierta en 1987 por el Prof. Michael Zasloff durante un estudio genético en ranas. Después de varios años de investigación, Zasloff se sorprendió al descubrir que las ranas que habían sido sometidas a una cirugía se recuperaron más rápidamente en el ambiente no estéril de un acuario, sin infección ni inflamación. Zasloff planteó la hipótesis de que la piel de una rana segrega una especie de agente antimicrobiano.

Unos meses más tarde, logró aislar la sustancia responsable de la recuperación de la rana – un péptido microbiano que llamó Magainina (de la palabra hebrea maguen – escudo). La investigación de Zasloff abrió el camino a la identificación de miles de péptidos antimicrobianos en el reino vegetal y animal, incluidos los mamíferos.

Según Hayouka, los péptidos antimicrobianos naturales contienen aminoácidos con residuos hidrófobos – que no les gusta el agua. También están presentes otros aminoácidos, que llevan una carga positiva y son capaces de “asentarse” en la membrana de una célula bacteriana, que lleva una carga negativa. Tras la interacción inicial, el péptido se somete a una inversión y los aminoácidos hidrófobos penetran en la membrana de la célula bacteriana, destruyéndolo.

El equipo de Hayouka desarrolló un nuevo método para la síntesis artificial de péptidos de secuencia aleatoria que son similares a los péptidos antimicrobianos existentes en la naturaleza. Los péptidos sintetizados en el laboratorio fueron rápidamente eficaces contra numerosas bacterias incluyendo bacterias que infectan a los alimentos.

Estas bacterias se adhieren a superficies húmedas que se encuentran en la industria alimentaria y en los instrumentos médicos a través de los cuales fluyen los fluidos, como los catéteres, creando una matriz extracelular, una biopelícula. Esta matriz se compone de proteínas, ADN y azúcares, y protege a las superficies de los antibióticos.

En su investigación, publicada recientemente en la revista Chemical Communications, los científicos demostraron que los péptidos de secuencia aleatoria pueden evitar la formación de la biopelícula y destruir las bacterias. Estos resultados tienen numerosas aplicaciones potenciales, así como en interior del cartón de leche mencionado anteriormente.

Los péptidos también tienen otras aplicaciones industriales tales como desinfectantes hospitalarios y el desarrollo de conservantes de alimentos. Además, algunos péptidos antimicrobianos recientemente desarrollados sirven como agentes de control de plagas rociadas sobre los cultivos. Este desarrollo requiere una regulación relativamente compleja, en parte para mostrar que los ingredientes activos no dañarán el medio ambiente.

“Estamos a punto de iniciar un proyecto de desinfección de rejas, cortinas y ascensores en un hospital, con el objetivo de ver si los materiales que hemos desarrollado son capaces de reducir las infecciones que ocurren con frecuencia en esos lugares”, dice Hayouka.

Obstáculo regulatorio

¿El hecho de que está tratando con secuencias aleatorias de péptidos – un material con una estructura no uniforme – no se interpondrá en su camino para recibir la aprobación de las autoridades reguladoras de alimentos y medicamentos?

“Hemos demostrado que la secuencia no tiene ninguna influencia sobre la intensidad de la actividad antimicrobiana del péptido. La secuencia aleatoria de péptidos tiene dos ventajas importantes.

“El proceso de síntesis de las mezclas de péptidos es menos costoso que crear conjuntos de secuencias. La segunda ventaja es que podemos suponer que, con péptidos de secuencia aleatoria, será más difícil que las bacterias desarrollen resistencia.

“Aún así, es obvio que no será fácil recibir la aprobación de las autoridades alimentarias. Tenemos que demostrar que la actividad de los péptidos que hemos identificado es selectiva y específica de las membranas de las células bacterianas, y que no daña la célula humana, al penetrar y destruir las células rojas de la sangre, por ejemplo”.

Hayouka comenzó su investigación académica luchando contra un agente particularmente infame: el virus VIH-1 que causa el SIDA. Como parte de su trabajo doctoral en la Universidad Hebrea de Jerusalem, Hayouka se unió al laboratorio del Prof. Assaf Friedler en el Instituto de la Facultad de Química. Formó parte de un equipo que ha desarrollado inhibidores que afectaron a la enzima del virus del SIDA llamada integrasa.

El virus que causa el SIDA tiene información genética que intenta introducirse en el ADN de la célula huésped. Al final de este proceso, la información se replica dentro de la célula. La introducción del material genético del virus en la célula huésped es la etapa crítica. A partir de este punto la enfermedad se vuelve crónica.

¿Qué pasa con el proyecto?

“Los inhibidores son eficaces en el tubo de ensayo, en células humanas e incluso en ratones, pero científicos occidentales ya han desarrollado el cóctel de fármacos que alarga significativamente la vida de los pacientes, lo que significa que hemos llegado demasiado tarde. Aún así, tenemos una patente sobre nuestro desarrollo, y una recientemente una compañía farmacéutica se ha interesado en ella”.

Si el mundo occidental considera que la enfermedad está bajo control, ¿qué hace que esta empresa está interesada en su trabajo?

“El virus del sida es sofisticado, y es sólo una cuestión de tiempo hasta que desarrolle una resistencia a la combinación de fármacos. Esto también ha ocurrido en antibióticos, en los que no había una inversión en el desarrollo de nuevos fármacos. Así que ahora estamos tratando con una grave crisis debido a la reducción de la eficacia de la vieja generación de antibióticos”.

¿Acaso científicos israelíes encontrarán la manera de impedir que la leche se descomponga?

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