Nanocápsulas en desarrollo en la UAM mejorarían estado nutricional de mexicanos

Cultura

*Profesores crearon ficocianinas, proteínas que podrían reemplazar colorantes sintéticos

*Contribuirían a generar alimentos funcionales, en favor de la salud de la población

Investigadores de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) trabajan en el desarrollo de nanocápsulas capaces de contener y transportar, en el organismo humano, compuestos de interés biológico: vitaminas, proteínas y minerales, en un esfuerzo por contribuir a la creación de alimentos funcionales para mejorar las condiciones nutricionales de la población en México.

La doctora Izlia Jazheel Arroyo Maya, profesora del Departamento de Procesos y Tecnología de la Unidad Cuajimalpa, informó que el tema no es nuevo en el país, pues desde hace algunas décadas la gente se ha preocupado por cuidar su salud y una vía para hacerlo es a través de los productos que consume.

En entrevista, explicó que la denominación de ese tipo de comestibles obedece a que al mismo tiempo que cumple su papel básico de sustento, alberga en la matriz compuestos que pueden optimizar ciertas condiciones patológicas y la sensación de bienestar, de modo que también preservan la salud.

Algunos ejemplos claros que han sido estudiados y que cuentan con un soporte científico sólido son los derivados del vino tinto, incluidos las antocianinas, flavonoides extraídos de la piel de la uva que se ha demostrado poseen capacidad antiinflamatoria y anticancerígena.

“Si aislamos las antocianinas y las integramos a otros alimentos, en teoría estaríamos esperando que cumplieran cierta función biológica en quienes los ingieren”, sin embargo, a veces son muy sensibles a los tratamientos térmicos –muy necesarios en la industria del sector: la pasteurización y la esterilización, entre otros– y pueden degradarse con facilidad durante los procesos.

“De ahí la importancia de encontrar estrategias que nos permitan obtener el beneficio, sin que se vea disminuida la actividad biológica”.

En la Casa abierta al tiempo ha sido frecuente el uso de antocianinas, pero desde 2018 la Unidad Cuajimalpa cuenta con un cultivo de cianobacterias de algas verdeazules, microorganismos con gran cantidad de moléculas de importancia biológica, destacando el interés en una familia de proteínas denominada ficocianina, la cual tiene un grupo azul o un cromóforo azul y es relevante porque en alimentos puede utilizarse para reemplazar colorantes sintéticos que, como es sabido, acarrean muchos problemas a la salud, por lo que una opción es buscar pigmentos naturales que aporten la apariencia deseada y además tengan propiedades nutricionales excelentes.

Esas moléculas son anticancerígenas, antiinflamatorias, antioxidantes y se encuentran en esa clase de microorganismos, así que al disponer de “un cultivo de cianobacterias vamos a emplearlas para extraerles los compuestos que son de interés” y fue así como surgió este proyecto.

El objetivo es separar de las algas cianobacterias las ficocianinas –“fundamentales como agentes nutricionales”– y encapsularlas para hacer comida funcional, que si bien es muy sensible al pH, a los cambios de temperatura e incluso a la luz –ya que pueden modificar su estructura química– es posible generar estrategias para su estabilización, por ejemplo, envolverlas en nanopartículas construidas a su vez con otro tipo de proteínas: las caseínas, obtenidas de suero de leche y las cuales son muy buenas para formar estructuras, aislándolas y haciendo materiales nanoencapsulantes.

Las sustancias del suero de leche serán ensambladas en nanopartículas en condiciones de temperatura y pH; “al fabricarlas se cuida de estar en un intervalo de temperatura para desnaturalizarlas, es decir, hacer que cambien su estructura y se reacomoden en nanocápsulas”.

La parte principal de ese proceso radica en la interacción electrostática, porque “no usamos agente químico alguno ni otro que pueda interferir” para que estas proteínas se acomoden en una cápsula, lo que representa un mecanismo muy fácil y seguro de encapsular.

La doctora Arroyo Maya mencionó que una vez formadas las nanocápsulas se agregan vitaminas, minerales o ácidos grasos, entre otros componentes biológicos. Posteriormente, las nanoestructuras se recubren con un gel obtenido de ciertos carbohidratos, incluida la pectina, encontrada en muchos tejidos vegetales y que en esta investigación fue aislada del betabel.

La pectina ayuda a que este tipo de comestibles no se deshaga rápido en el estómago, sino que pueda llegar un poco más lejos en el tracto intestinal y liberar el compuesto de interés biológico en el intestino delgado, que es donde se absorben los nutrientes.

Debido a que ficobiliproteínas como la ficocianina son antioxidantes relevantes “queremos que lleguen a la célula en condiciones adecuadas, lo cual depende de que su estructura química no cambie tanto para desplegar una función”.

La idea es que una vez liberadas esas nanopartículas puedan atravesar las células y dentro de ellas cumplir su función biológica. Las formas de hacerlo es tratar de producir polvos; preparar las nanocápsulas, liofilizarlas y distribuirlas en sobrecitos para administrarse en malteadas u otros suministros.

Este modelo de alimentos funcionales no está muy aceptado en México todavía, no por inseguro, sino porque el consumidor no está acostumbrado a los artículos basados en la nanotecnología, en contraste con lo que sucede en países de Europa y en Estados Unidos, donde hay varios desarrollos derivados de la nanoencapsulación.

Con esta indagación se concluyeron dos tesis de licenciatura y una de maestría; no obstante que la pandemia cortó la fase experimental, se obtuvieron las nanocápsulas y fue posible encapsular una cantidad considerable del pigmento para pasar a la etapa in vivo con modelos de células y ver su efecto fisiológico, por lo que “ya sabemos que funcionan, pues las probamos en diferentes temperaturas y vimos que ese procedimiento ayudaba a esos compuestos e iniciamos la exploración con modelos de células intestinales”.

Hasta antes de la interrupción de las actividades en la Universidad “estábamos por realizar estudios in vivo para detectar qué tan eficiente es este sistema y si había respuesta fisiológica a este tipo de compuestos, con la intención de evaluar esa parte y generar la patente correspondiente”, finalizó.

En este trabajo participaron los doctores Marcia Guadalupe Morales Ibarría, José Campos Terán y María de los Dolores Reyes Duarte, integrantes de los cuerpos académicos de Biosistemas en Medio Ambiente y Energía, Fisicoquímica e Interacciones de Biomoléculas, y Fisicoquímica e Interacciones de Biomoléculas, respectivamente, y adscritos al Departamento de Procesos y Tecnología. Además se contó con la labor de alumnos del Posgrado en Ciencias Naturales e Ingeniería y de la Licenciatura en Ingeniería Biológica de ese campus de la UAM.