DÓNA’M UN BACTERI I ET MOURÉ EL MÓN

Antolin A, Domenech L, Domingo C, Ferrer M, Girbau A, Inglès M.

La nanotecnologia és un camp de la ciència que permet manipular i controlar mesures extremadament petites fent possible treballar amb estructures moleculars i àtoms. Aquesta disciplina ha evolucionat molt darrerament i s’ha combinat amb una gran varietat de ciències, entre elles la biologia [1][2]. Un exemple de la fusió de les dues disciplines és la creació de micromotors moguts per bacteris, impulsors de màquines a escala nanomètrica [3].

La natura ens proporciona nombrosos exemples de màquines moleculars a aquesta escala, com les proteïnes motores kinesina i miosina, que converteixen l’energia química en treball mecànic [4]. Això va inspirar la possibilitat d'integrar aquests motors moleculars en dispositius sintètics. A partir d’aquí, es van començar a realitzar estudis in vitro mitjançant la immobilització de kinesines i miosines (proteïnes aïllades) i es va observar que els seus moviments eren a l’atzar. Aquest moviment aleatori no resultava útil per produir el moviment d’un micromotor. Per tant, la clau de la investigació es trobava en aconseguir harmonitzar i dirigir el moviment. Una solució proposada va ser utilitzar proteïnes motores integrades en microestructures litogràfiques (*). Ara bé, dins la cèl·lula la kinesina i la miosina es troben formant complexes multiproteics amb autoensamblatge i autoorganització, que funcionen molt més eficient i “intel·ligentment" que les proteïnes aïllades. Però com que els mecanismes d’autoensamblatge són poc coneguts, no es poden reproduir in vitro aquestes unitats motores d’ordre superior a partir de les proteïnes aïllades [3].

Un grup de científics Japonesos, Hiratsuka et al., van utilitzar bacteris mòbils per suplir aquest obstacle ja que es poden aïllar fàcilment i contenen tota la maquinària mòbil necessària. Concretament, van utilitzar l’espècie Mycoplasma mobile, que pertany a la classe de bacteris gram positius Mollicutes i al gènere Mycoplasma. Els Mycoplasmes són bacteris parasitaris amb un genoma petit, sense cap capa de peptidoglicans i recoberts per proteïnes ancorades a la membrana [5]. La majoria presenten una protrusió de la membrana en un pol de la cèl·lula i es mouen pel lliscament en la direcció d’aquesta protrusió sobre superfícies sòlides com el vidre, el plàstic i la membrana de les cèl·lules eucariotes [3]. Per poder adherir-se i desplaçar-se, aquest microorganisme requereix àcid siàlic que contingui sialoproteïnes [6][7].

Fins ara s’han descrit 12 Mycoplasmes que presenten la propietat de lliscar [Figura1 ]. Entre ells, el més ràpid és el M. mobile que té 1µm de longitud i es desplaça a 2-5 µm/s. Aquest bacteri, així com tots els altres Mycoplasmes que poden lliscar, no té cap flagel ni pili responsable de la seva motilitat, sinó que utilitza un mecanisme poc conegut [8].

[Figura 1] En aquest video observem el moviment ràpid dels Mycoplasmes en un "circular track".

Es va proposar un model del mecanisme de lliscament anomenat “el model del centpeus”. Aquest model inclou quatre proteïnes, tres de les quals es troben formant un complex trimèric en la base de la protrusió de la membrana i són denominades Gli123, Gli349 i Gli52, implicades en el moviment del bacteri. La quarta proteïna, la P42, és una ATPasa que funciona com a motor d’aquest mecanisme [9, 10, 11, 12]. El M. mobile s’uneix a la porció de sialil-lactosa de les sialoproteïnes presents en el medi [5]. El “model del centpeus” s’anomena d’aquesta manera perquè diferents “cames” que surten de la base de la protrusió de la membrana, repeteixen descàrregues elèctriques mantenint-se així unides a la sialo-lactosa, creant un cicle mecànic de moviment [5][8][Figura 2][Figura 3].

[Figura 2] Arquitectura cel·lular de Mycoplasma mobile [5].


[Figura 3] Model del centpeus.

Es va dissenyar un dispositiu híbrid propulsat pel M. mobile en el qual es feia moure un microrotor en una direcció predefinida. Aquest bacteri tendeix a lliscar sobre micropatrons litogràfics. Aquesta propietat va permetre dissenyar patrons que controlaven la direcció dels seus moviments. El motor microrotatori estava format per tres parts: un canal circular de silici; un rotor de diòxid de silici, les protrusions del qual encaixaven perfectament als solcs del canal i les cèl·lules vives de M. mobile, que circulaven unidireccionalment per dins del canal unint-se al rotor mitjançant interaccions biotina-estreptavidina. El moviment circular unidireccional del M. mobile es va aconseguir per la introducció asimètrica de les cèl·lules al canal circular. També es va restringir el moviment del bacteri per l’adició de proteïnes siàliques a la superfície dels canals per tal de modificar la litografia d'aquests. Com a resultat, el rotor es movia en una direcció. L’avantatge més important d’aquest micromotor és que combinava la precisió de l’enginyeria amb l’eficient conversió d’energia i potencial d’autorenovació i reparació dels sistemes biològics, és a dir, dels bacteris [3][Figura 4][Figura5].

[Figura 4] Il·lustració esquemàtica d'un motor microrotatori propulsat pel lliscament dels bacteris [3].
[Figura 5] Moviment d'un motor microrotatori.

De cara al futur s’han proposat nous reptes per tal de treure més avantatges de les cèl·lules vives com a microtransportadors. El nou objectiu és codificar propietats útils genèticament, com les proteïnes de la superfície de M. mobile per permetre un millor ancoratge als canals. Es podrien implementar sistemes químics reguladors que fessin que les cèl·lules migressin en una sola direcció mitjançant la detecció d’una senyal química. La part positiva de tot això és que el genoma del M. mobile és un dels més senzills. No obstant, els potencials riscos biològics que comporten els microorganismes genèticament modificats, han de ser considerats seriosament per tal de ser utilitzats fora del laboratori. Una alternativa ja posada en marxa va ser aconseguir fer cèl·lules “fantasma” dissolent part de la seva membrana cel·lular. Aquestes cèl·lules “fantasma” no eren vives, però conservaven les seves unitats motores actives i lliscaven a la mateixa velocitat que les cèl·lules intactes si se'ls suplementava exògenament l’ATP [3].

En poc temps les combinacions de MEMS (**) o de materials litogràfics amb nanocomponents, incloent màquines moleculars sintètiques i dispositius proteics, seran utilitzats per construir microsistemes híbrids amb diverses funcions. Tot i així, encara no hi ha mètodes eficaços pel muntatge de màquines moleculars complexes en materials litogràfics. La utilització de cèl·lules vives o orgànuls com a unitats funcionals preensamblades amb el potencial d'autoreproducció i autoreparació, evita alguns d’aquests problemes. El motor híbrid que acabem de presentar, comporta un primer pas cap a aquesta direcció [3].

Segons els nostre punt de vista, els micromotors híbrids moguts per bacteris, constituiran en un futur, una de les eines més importants en la manipulació a escala nanomètrica. Es podran aplicar en nombrosos camps, entre ells, la biomedicina. Els micromotors sintètics que són moguts elèctricament per tal de diagnosticar patologies, com ara malalties cardiovasculars, podran ser substituïts per aquests dispositius híbrids, incorporant tots els seus avantatges. Conèixer d'una manera més precisa el seu mecanisme de motilitat podrà permetre la seva integració definitiva en aquest camp. Seran aquests bacteris els detonants d'una revolució nanotecnològica?

* Microestructues litogràfiques: Estructures microscòpiques en les quals es fixa un traçat o carril mitjançant una base d’àcids grassos damunt una pedra litogràfica o bé damunt una planxa metàl·lica de zinc o alumini. D’aquesta manera es pot guiar el pas de diferents molècules segons la seva polaritat.
** Micro Electro Mechanical Systems

BIBLIOGRAFIA

[1] Sarikaya M, Tamerler C, Jen A, Schulten K, Baneyx F. Molecular biomimetics: nanotechnology through biology. Nature Materials 2, 577 - 585 (2003)

[2] Whitesides G. The 'right' size in nanobiotechnology. Nature Biotechnology 21, 1161 - 1165 (2003)

[3] Hiratsuka Y, Miyata M, Tada T, Uyeda TQ. A microrotary motor powered by bacteria. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006 Sep 12;103(37):13618-23.

[4] Mikhailenko SV, Oguchi Y, Ishiwata S. Insights into the mechanisms of myosin and kinesin molecular motors from the single-molecule unbinding force measurements. J R Soc Interface. 2010 Mar 31

[5] Miyata M. Centipede and inchworm models to explain Mycoplasma gliding. Trends Microbiol. 2008 Jan;16(1):6-12

[6] Krivan HC, Olson LD, Barile MF, Ginsburg V, Roberts DD. Adhesion of Mycoplasma pneumoniae to sulfated glycolipids and inhibition by dextran sulfate. J Biol Chem. 1989 Jun 5;264(16):9283-8.

[7] Roberts DD, Olson LD, Barile MF, Ginsburg V, Krivan HC. Sialic acid-dependent adhesion of Mycoplasma pneumoniae to purified glycoproteins. J Biol Chem. 1989 Jun 5;264(16):9289-93.

[8] Seto S, Uenoyama A, Miyata M (2005) J Bacteriol 187:3502–3510.

[9] Charon NW. Mycoplasma takes a walk. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Sep 7;102(39):13713-4

[10] Nagai R, Miyata M. Gliding motility of Mycoplasma mobile can occur by repeated binding to N-acetylneuraminyllactose (sialyllactose) fixed on solid surfaces. J Bacteriol. 2006 Sep;188(18):6469-75

[11] Nonaka T, Adan-Kubo J, Miyata M. Triskelion structure of the Gli521 protein, involved in the gliding mechanism of Mycoplasma mobile. J Bacteriol. 2010 Feb;192(3):636-42

[12] Makoto Miyata et al. Regions on Gli349 and Gli521 Protein Molecules Directly Involved in Movements of Mycoplasma mobile Gliding Machinery, Suggested by Use of Inhibitory Antibodies and Mutants. Journal of bacteriology Mar. 2009, p. 1982–1985 Vol. 191, No. 6.

SÓN ELS BIOCOMBUSTIBLES UNA SOLUCIÓ A LA CONTAMINACIÓ?

Marta Badosa, Arantxa Blázquez, Sandra Santasusagna, Cristina Solà

3r Biologia, Universitat Pompeu Fabra

Avui en dia, les principals fonts d’energia són el petroli, el carbó i el gas natural, tots ells combustibles fòssils. La utilització d’aquests combustibles no renovables contribueix a la contaminació del medi ambient i és la causa d’una gran quantitat de conflictes polítics. El que més preocupa però, és que les reserves mundials de petroli s’esgotaran en menys de 45 anys aproximadament, si es segueix el ritme actual de consum [1]. La International Energy Agency (IEA) preveu que els requeriments d’energia s’incrementin un 55% entre 2005 i 2030, amb una taxa mitjana anual de l’1,8% [2]. Per aquest motiu, diferents països han optat per buscar alternatives a l’energia no renovable. De fet, la Unió Europea (UE) té com a objectiu que al 2020 el 10% de l’energia del transport provingui dels biocombustibles [3].

Què són els biocombustibles?

Els biocombustibles1 són qualsevol tipus de combustible derivat de biomassa. Alguns autors defensen la seva utilització afirmant que no provoquen modificacions en les concentracions de CO2 atmosfèric. És a dir, es produeix la mateixa quantitat de CO2 que va absorbir la planta durant el seu creixement (exceptuant l’emissió deguda al procés de producció), obtenint un balanç zero en les emissions de CO2.[4]

Els primers biocombustibles: bioetanol i biodièsel

L’alcohol etílic o bioetanol és el primer biofuel1 que es va comercialitzar i, a més, és el majoritari al mercat actual. Segons la Renewable Fuels Association, als EEUU es van produir 6,5 mil milions de galons de bioetanol (aprox. 3 x 10^10 L) al 2007, respecte un consum anual de 33 mil milions de galons de petroli (aprox. 1,25 x 10^11 L) al 2010 (IEA) [2]. Aquest biocombustible prové de la fermentació dels sucres vegetals, sobretot del midó, presents als cereals, remolatxa, canya de sucre o biomassa (veure Figura 1). El seu ús és limitat degut a les diferències amb els carburants convencionals. Així doncs, avui en dia aquest biocombustible només es pot utilitzar com a additiu de la benzina, en concentracions del 5 al 10%. A més, la seva producció necessita extensos camps de conreu i l’ús d’espècies vegetals pròpies pel consum humà.

Tots aquest factors han fet replantejar la producció d’aquest biocarburant1 i buscar noves solucions. L’alternativa més esperançadora és el bioetanol cel·lulòsic, el qual es diferencia del bioetanol convencional en el precursor: la cel·lulosa. Aquesta es pot obtenir de residus orgànics que no podem aprofitar, i que per tant, tenen un cost zero. Els últims estudis apunten que el bioetanol cel·lulòsic no tindrà tantes limitacions i que, fins i tot, pot arribar a ser intercanviable amb el petroli [5].

El biodièsel és un biocarburant líquid produït a partir dels olis vegetals i grasses animals, com el colze, el gira-sol i la soja. Les propietats d’aquest biocarburant són pràcticament les mateixes que les del gasoil convencional. Per això, el biodièsel pot barrejar-se amb gasoil pel seu ús en motors o bé substituir-lo totalment si els motors s’adapten convenientment [4].

Nous biocombustibles

Les perspectives futures van encaminades a obtenir nous biocombustibles més semblants als convencionals a partir de residus de biomassa vegetal. Aquests nous biocarburants es produeixen a partir d’alcohols pesants, derivats d’àcids grassos (inclòs el biodièsel), alcans i alquens [7]. El desenvolupament d’aquests compostos permetria utilitzar les infraestructures ja existents i milloraria les característiques respecte al biofuel tradicional, com l’alta densitat energètica, la baixa higroscopicitat2 i la baixa pressió del vapor d’aigua.

La major part dels esforços dipositats en aquest camp pretenen conèixer les vies metabòliques dels microorganismes que de forma natural ja produeixen substàncies amb qualitats de biocarburants, però en quantitats ínfimes [7]. A fi d’optimitzar la rendibilitat del procés, els microorganismes fàcilment manipulables, tals com Escherichia coli o Saccharomyces cerevisiae, són modificats genèticament introduint-los plàsmids que contenen enzims de les vies metabòliques implicades i suprimint les que interaccionen negativament amb aquestes. Les vies més rellevants per a la producció d’aquests combustibles són la mediada pel coenzim A, el ketoàcid, els àcids grassos i l’isoprenoid [7, 11]. Aquestes permeten l’obtenció de biofuels candidats, els quals es mostren en la figura 2 [8]. No obstant, els rendiments obtinguts fins ara, no són gaire prometedors. El cas més estudiat és el de l’espècie Clostridium, la qual sintetitza de forma natural n-butanol i isopropanol per la via del coenzim A. [7, 8, 9, 10]

Reptes futurs i crítica

L’objectiu de la recerca en aquest camp és la generació de quantitats suficients de biofuels per a substituir els combustibles convencionals i cobrir les necessitats energètiques a nivell mundial. Aquest repte solucionaria els principals problemes derivats del petroli, com la contaminació, els conflictes geopolítics i la seva limitada disponibilitat. Un avantatge important d’obtenir un organisme modificat genèticament capaç de produir biofuel és la construcció de bioreactors, en els quals es podria generar constantment biocarburant. Això permetria que cada regió disposés del seu propi combustible, fet que reduiria la contaminació deguda al transport i el cost del carburant.

Des del nostre punt de vista, creiem que la recerca de biocombustibles no ha estat motivada per intentar trobar una solució a la contaminació, sinó pel desig de certes regions a ser energèticament autosuficients. Si el que interessés realment fos reduir la contaminació, es podria optar per la utilització d’energies més sostenibles, tals com l’energia hidràulica o solar, la qual cosa suposaria un elevat cost econòmic per adaptar totes les infraestructures actuals però es reduiria dràsticament l’emissió de gasos nocius.

1 Sinònims de biocombustible: biofuel, biocarburant
2 Higroscopicitat: substàncies que absorbeixen o cedeixen ràpidament l'aigua en forma de vapor o en forma líquida de l'ambient que les envolta.

BIBLIOGRAFIA

[1] Tirado-Acevedo O, Chinn MS, Grunden AM. Production of biofuels from synthesis gas using microbial catalysts. Adv Appl Microbiol. 2010;70:57-92.

[2] Hunt R, Zavalin A, Bhatnagar A, Chinnasamy S, Das K. Electromagnetic Biostimulation of Living Cultures for Biotechnology, Biofuel and Bioenergy Applications. International Journal of Molecular Sciences. Octubre 2009; 10: 4515-4558.

[3] Sampedro J. Los nuevos biocombustibles procederán de los desechos. El país. 24/03/2009; Sección sociedad.

[4] García JM, García JA. Biocarburantes líquidos: biodiésel y bioetanol. Colección vt. 2006.

[5] Tollefson J. Altered microbe makes biofuel. Nature. Gener 2010; 463: 409.

[6] Gitlin J. Bioengineering bacteria for efficient biofuel production. PNAS. Setembre 2008.

[7] Liao J, Yan Y. Engineering metabolic systems for production of advanced fuels. J Ind Microbiol Biotechnol. 2009; 36: 471-479.

[8] Liao C, Atsumi S. Metabolic Engineering for Advanced Biofuels Productions from Escherichia coli. Curr Opin Biotechnol. Octubre 2008; 19 (5):414-419.

[9] Peralta-Yahya P, Keasling J. Advanced biofuel production in microbes. Biotechnology Journal. Gener 2010; 5: 147–162.

[10] Clomburg J, Gonzalez R. Biofuel production in Escherichia coli: the role of metabolic engineering and synthetic biology. Appl Microbiol Biotechnol. 2010; 86: 419-434.

[11] Steen E, Kang Y, Bokinsky G, Hu Z, Schirmer A, McClure A, Cardayre S, Keasling J. Microbial production of fatty-acid-derived fuels and chemicals from plant biomass. Nature. Gener 2010; 463: 559-563.

Desafiant el "desafio activia"

DESAFIANT EL “DESAFIO ACTIVIA”
Georgina Izaguerri, Júlia López, Anselm Morell, Jorge Sánchez, Rocío Saravia
3r Biologia, Universitat Pompeu Fabra.

El 25 de gener de 2008 a Los Angeles, es va presentar una demanda judicial en contra de Danone on es denunciava que els estudis no corroboraven el que afirmava l’empresa sobre els efectes d’alguns dels seus productes 1. En el nostre article ens centrem en un d’aquests productes, el denominat Activia, que a Espanya s’ha publicitat de manera prou agressiva [Figura 1]. Activia és un aliment probiòtic fabricat per Danone mundialment que conté de forma característica el bacteri Bifidobacterium animalis subespècie lactis soca DN173 010 [Figura 2] 14.

Figura 1. Logotip característic de la campanya publicitària d'activia 14.

Figura 2. Imatge de microscopia electrònica d'escombratge de B. animalis 15.

El gènere Bifidobacterium està constituït per més de 30 espècies de bacteris anaeròbics gram positiu, que de manera natural habiten el tracte gastrointestinal de mamífers com a bacteris comensals. En humans, s’ha aïllat 11 espècies de Bifidobacterium, dintre les quals no s’ha trobat la B. animalis 6. Aquesta espècie ha pres rellevància per al seu ús als aliments funcionals perquè presenta una elevada capacitat de supervivència al tracte digestiu humà sense colonitzar-lo 5, a més, alguns estudis han evidenciat que el seu consum pot aportar beneficis regulant el trànsit i la flora intestinals, tant en individus sans com malalts 2,3,4,5,7,8,9,10,11.

En subjectes sans, els estudis realitzats s’han centrat en la durada del trànsit intestinal, la freqüència de deposicions i el grau de benestar digestiu2,3,4,9,10,11. La majoria dels assajos eren similars basats en doble cec, on un grup d’individus consumia diàriament un producte làctic amb B. lactis DN173 010 i un grup control, un làctic sense bacteri. Els estudis concloïen que el consum del bacteri disminuïa significativament el temps de trànsit colònic en un 20.6-21% 4,11, especialment en dones 2,3,4,10,11 sobretot les de trànsit inicial de >40h 2,3. Ara bé, el nombre de deposicions augmentava en un estudi2 sense presentar canvis en un altre3. Un altre assaig9 mostrava que el 82.5-84.3% dels que consumien el bacteri regularment durant 14 dies reportaven un major benestar digestiu respecte els control.

Altres estudis realitzats en individus amb trastorns gastrointestinals reporten els possibles beneficis de B. lactis DN173 010 en l’estrenyiment funcional8 i en l’associat a la síndrome de còlon irritable (SCI) 7. En tots dos s’afirma que l’acceleració del trànsit intestinal resultant del consum de làctics amb Bifidobacteria pal•lia certs símptomes: a la SCI disminueix la distensió abdominal i la sensació d’inflor 7, i a l’estrenyiment augmenta la freqüència de defecació i la consistència de les femtes 8.

Aprofundint, anàlisis bioquímics aporten evidència d’activitats enzimàtiques de B. lactis que estimulen la immunitat i prevenen processos neoplàsics al còlon:
» Estimula la producció d’anticossos anti-rotavirus, optimitzant la resposta immunològica envers la diarrea infantil causada per aquest virus 5.
» Presenta activitat β-fructofuranosidasa i β-galactosidasa in vitro i in vivo en rates, marcadors positius de la salut del còlon 5.
» Poden realitzar la bioconversió d’amines heterocícliques, potents carcinògens del còlon, així com disminuir la seva producció 5.
» Contribueixen a l’activitat sal biliar hidrolasa dins el tracte gastrointestinal de porcs, de manera que s’ha observat un disminució de la presència de sals biliars secundàries citotòxiques 5,13. No obstant, els estudis en humans no aporten un canvi significatiu en l’excreció de sals biliars secundàries associada al consum del bacteri 3,5.

Sorprèn l’abrumadora evidència amb la que els estudis esmentats demostren que el consum de productes probiòtics amb B. lactis, com l’Activia, facilita el trànsit intestinal, insinuant que ens trobem davant la “panacea de l’estrenyiment”. Tanmateix, el review de Chmielewskai i Szajewska8 proporciona una perspectiva crítica d’aquest fet. La resolució a la que arriben les autores és que l’evidència és limitada i que tot i que els resultats són rellevants estadísticament, clínicament resulten modestos. Analitzant la metodologia dels estudis que demostren els beneficis de consumir B. Lactis (articles 2,3,4,5,7,9,10,11), veiem que el nombre de participants és molt reduït (50, 36, 72, 34, 371, 200, 50), que alguns fan servir procediments poc fiables (9, 10 i 11 no fan doble cec), i que l’estudi més llarg només dura 40 dies (impedint esbrinar els efectes del consum crònic). Destaquen la falta d’imparcialitat, en estar els estudis mencionats subvencionats per Danone i/o realitzats en centres d’investigació adscrits a l’empresa. Finalment, a l’article hipotetitzen la no publicació d’estudis amb resultats desfavorables per a la comercialització d’Activia.

Fent referència a la naturalesa del bacteri d’interès, pertany a un dels gèneres bacterians més segurs, per tant, el risc d’infecció en consumidors a través de la ingesta és extremadament baix6. Ara bé, algunes espècies d’aquest gènere, incloent la soca B. lactis DN173 010, contenen el gen tet(W), que confereix resistència a tetraciclina (un antibiòtic)6,12, generant el risc, tot i que mínim, de transferència horitzontal del gen a altres bacteris intestinals. Per això, els autors recomanen l’eliminació d’aquesta soca com a probiòtic o la inactivació irreversible del seu gen tet(W) 6.

Un cop analitzats els diferents articles que tracten del producte Activia suplementat amb Bifidobacterium animalis subespècie lactis soca DN173 010, exposarem el nostre parer. Donada la falta de imparcialitat evident que presenten els estudis finançats per Danone, ens mostrem una mica escèptics davant dels seus resultats, actitud recolzada per l’article review de Chmielewskai i Szajewska 8. Així doncs, trobem insuficients els arguments a favor del producte i, per tant, considerem que no estan prou demostrats els seus beneficis. Tot i que tampoc s’han realitzat estudis que demostrin efectes perjudicials per la salut o no s’ha publicat. Per tant, pensem que calen estudis més amplis i portats a terme per grups científics independents de Danone.

A més, opinem que Danone hauria de tenir en compte l’advertència descrita a l’article de Meile et al. (6) sobre la possible transferència de resistència a tetraciclina a la nostra flora intestinal. També, Danone hauria de considerar modificar el contingut de la publicitat d’Activia ja que ens sembla poc honesta en presentar com a avalats científicament uns beneficis que realment generen controvèrsia dins la comunitat científica.

Per últim, volem citar una pàgina web molt crítica amb els productes probiòtics comercialitzats per Danone i que, malgrat no ser del tot contrastada, aporta cites de premsa actual sobre la legislació d’aquests productes; i menciona el predomini del marketing en detriment de la realitat científica, posant l’exemple de la invenció de noms per part de l’empresa amb l’objectiu de l’augmentar l’atractiu del producte, com és el nom inventat “Bifidus Acti Regularis” referit al Bifidobacterium animalis lactis DN173 010 [Figura 3].

Figura 3.Envàs d’Activia on s’aprecia el nom inventat ”Bifidus Acti Regularis”.

BIBLIOGRAFIA

1) The Associated Press. Dannon settles lawsuit, to pay yogurt buyers $35M. New York: 2009. Disponible a: www.pe.com/business/local/stories/PE_Biz_S_webonly19-dannon.3f487f2.html

2) Nishida S, Ishikawa Y, Iino H. Effect of Bifidobacterium lactis DN173 010 on the Intestinal Transit Time, the Condition of Defecation and Intestinal Microflora: A Randomized, Doubleblind, Placebo-controlled, Cross-over Study among Healthy Japanese Women. Research and Development Department, Danone Japan Co. Tokyo, Japan. 2009.

3) Marteau P, Cuillerier E, Meance, Gerhardt MF, Myara A, Bouvier M et al. Bifidobacterium animalis strain DN-173 010 shortens the colonic transit time in healthy women: a double-blind, randomized, controlled study [monografia a internet]. Paris: Danone Vitapole, Nutrition Research; 2001 [accés 9 d’abril de 2010]. Disponible a: http://www.interscience.wiley.com/

4) Bouvier M, Meance S, Bouley Ch, Berta JL y Grimaud JC. Effects of Consumption of a Milk Fermented by the Probiotic Strain Bifidobacterium animalis DN-173 010 on colonia Transit Times in Healthy Humans. Bioscience Microflora Vol. 20(2), 43-48, 2001.

5) Picard C, Fioramonti J, Francois A, Robinson T, Neant F, Matuchansky C. Review article: bifidobacteria as probiotic agents – physiological effects and clinical benefits. Aliment Pharmacol Ther 2005; 22: 495–512.

6) Meile L, Blay GL, Thierry A. Safety assessment of dairy microorganisms: Propionibacterium and Bifidobacterium. International Journal of Food Microbiology 126 (2008) 316–320

7) Agrawal A., Houghton L.A., Morris J., Reilly B.,D., Guyonnet D., et al. Clinical trial: the effects of a fermented milk product containing Bifidobacterium lactis DN-173 010 on abdominal distension and gastrointestinal transit in irritable bowel syndrome with constipation. Alimentary Pharmacology and Therapeutics. 2009; 29(1): 104-114.

8) Chmielewska A, Szajewska H. Systematic review of randomised controlled trials: Probiotics for functional constipation. World J Gastroenterol 2010 January 7; 16(1): 69-75

9) Guyonnet D, Woodcock A, Stefani B, Trevisan C, Hall C. Fermented milk containing Bifidobacterium lactis DN-173 010 improved self-reported digestive comfort amongst a general population of adults. A randomized, open-label, controlled, pilot study. Journal of Digestive Diseases. 2009; 10: 61–70.

10) Meance S, Cayuela C, Turchet P, Raimondi A, Lucas C, Antoine JM. A fermented milk with a bifidobacterium probiotic strain dn-173 010 shortened oro-fecal gut transit time in elderly. Microb Ecol Health Dis 2001; 13: 217-222.

11) Meance S, Cayuela C, Raimondi A, Turchet P, Lucas C, Antoine JM. Recent Advances in the Use of Functional Foods: Effects of the commercial fermented milk with bifidobacterium animalis strain dn-173 010 and yoghurt strains on gut transit time in the elderly. Microb Ecol Health Dis 2003; 15: 15-22.

12) Gueimonde M, Flórez AB, van Hoek AH, Stuer-Lauridsen B, Strøman P, de Los Reyes-Gavilán CG, Margolles A. The genetic basis of tetracycline resistance in Bifidobacterium animalis subsp. lactis. Appl Environ Microbiol. 2010.

13) Lepercq P. Bifidobacterium animalis strain DN-173 010 hydrolyses bile salts in the gastrointestinal tract of pigs.Scand J Gastroenterol 2004; 39: 1266–71.

14) Danone. Activia de Danone [lloc web]. Barcelona: Danone. Disponible a: http://www.activia.es/

15) NutriNibbles. What is probiotic food? Lifestyle Direct Inc, 2007. Disponible a:
http://www.thenibble.com/reviews/nutri/probiotic-food4.asp

ACTIMEL: Realment et “reforça les defenses”?

Actualment, les grans empreses d’aliments, com ara Danone, tendeixen a vendre productes que, segons ells, tenen efectes positius per la salut. Nosaltres ens hem centrat en l’Actimel, sobre el qual hem volgut aprofundir i estudiar i si realment la base científica rere la qual s’emparen existeix. Per fer-ho, ens em basat sobretot en estudis científics que hem trobat sobre el tema, que ens han permès valorar quins són els seus veritables efectes.

Què és L’Actimel?

Segons la OMS, un probiòtic és un producte que conté organismes vius que, un cop ingerits, proporcionen certs beneficis per a la salut que van més enllà de la nutrició bàsica [2]. Aquests beneficis s’obtenen gràcies a que els bacteris que conté el producte resisteixen el pH àcid de l’estómac i arriben a l’intestí.
L’Actimel (figura 1) és un làctic probiòtic bevible que es produeix a partir de tres soques bacterianes: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus i Lactobacillus casei DN-114001. Les dues primeres constitueixen els cultius bàsics dels làctics fermentats tradicionals com el iogurt i el formatge, mentre que L.casei és exclusiu de l’Actimel [3]. Aquestes tres espècies són bacteris d’àcid làctic homofermentatiu, és a dir, només fan la fermentació làctica: utilitzen la lactosa de la llet per obtenir energia i àcid làctic. També els trobem, però, a la microflora intestinal, on permeten digerir millor la llet [4,5].

Figura 1 : Actimel [1]

El Lactobacilus casei (figura 2) és un bacteri gram-positiu que es troba a la boca i a la microflora intestinal. És molt resistent a amplis rangs de pH i temperatura i complementa el creixement de L.acidophilus (bacil productor d’amilases i important en la digestió de glucosa) [6].

Figura 2: Lactobacillus casei [7]

Quins efectes té l’Actimel?


Versió de Danone:

Una ampolla d’Actimel conté 10 bilions de L.casei, quantitat que permet que un nombre suficient de bacteris sobrevisqui a l’estómac i arribi intacte a l’intestí, on podran actuar en tres nivells:

1. Reforçant la primera barrera de defensa: la microflora. Concretament, augmenten el nombre de bacteris beneficiosos disminuint l’aparició “d’espais lliures” que puguin ser ocupats per patògens.
   
2. Estimulant el creixement i la qualitat dels enteròcits, els quals són cèl•lules que formen la paret intestinal i que constitueixen la segona barrera de defensa del nostre cos.
   
3. Millorant l’activació de les cèl•lules immunitàries. [1,3]

Video 1: Accions de l'Actimel. Disponible a: http://www.actimel.co.uk/About/HowItWorks.aspx [3]

Crítica:

Partint de les afirmacions de Danone, hem volgut analitzar els tres punts anteriors contrastant-los amb articles publicats:

Pel que fa a la primera idea, s’ha vist que la ingesta diària de productes làctics fermentats té efectes reforçants sobre la microflora [9,10]. En un estudi, es van comparar les conseqüències de consumir un iogurt tradicional, les de prendre làctics fermentats amb L.casei i les de consumir productes no fermentats en nens sans, i es va veure que ambdós probiòtics augmentaven el nombre de certs bacteris de la microflora [9].

En relació amb el segon punt, segons alguns articles, els bacteris probiòtics tenen la capacitat d’interaccionar amb els enteròcits i reforçar la barrera que formen, disminuint així l’entrada de possibles patògens. Cal destacar, però, que els mecanismes moleculars responsables d’aquesta interacció no estan del tot clars [8,11].
A més a més aquesta interacció també provoca l’alliberació d’immunomoduladors per part dels enteròcits, que potenciaran el sistema immunitari de l’individu. També s’ha observat la presència temporal de L.casei en les plaques de Peyer, fet que fa pensar que els bacteris probiòtics poden accedir al sistema immunitari a nivell de la mucosa intestinal, persistir-hi un temps i iniciar una resposta immunitària específica [11]. En el mateix estudi, s’afirma que el L.casei pot potenciar l’activitat dels limfòcits NK mitjançant, potser, l’alliberació de IL-15 per part dels enteròcits [11,12] i pot estimular la producció de IgA i IgB, la diferenciació dels limfòcits T i augmentar els Th1 [11, 13].

Pel que fa al tercer punt, s’han estudiat els efectes de L. Casei en nens de 1 a 3 anys asmàtics o amb rinitis al•lèrgica i s’ha observat que el L.casei disminueix el nombre d’episodis de rinitis, però no els d’asma [14]. A més, també s’ha vist que produeix una disminució de la duració i incidència de les infeccions en el tracte respiratori inferior [15].
D’altra banda, en universitaris en època d’exàmens, s’ha constatat que l’Actimel no disminueix l’ansietat però sí que augmenta el nombre de limfòcits, disminuint la immunosupressió típica d’aquest període [16].
També s’ha estudiat població sana de mitjana edat (50-58 anys); aquí, el L.casei no ha augmentat les proporcions de cèl•lules immunitàries, però sí la capacitat oxidativa dels monòcits i l’activitat NK, fet que podria millorar la modulació de la resposta immunitària innata [12].
Finalment, estudis en individus majors de 70 anys revelen que el consum diari d’Actimel augmenta l’efectivitat de la vacuna contra la grip ja que l’organisme produeix més anticossos contra el virus que conté la vacuna [17]. D’altra banda, la ingesta diària d’aquest làctic també està associada a una reducció de la duració de malalties infeccioses comunes (CID) i respiratòries en ancians [18].



Conclusions

Els estudis que hem analitzat en aquest article apunten que el consum d’Actimel reforça la microflora i té un efecte immunomodulador, tot i així, no clarifiquen la seva acció molecular.
Ara bé, hem vist que potser el consum d’Actimel és ”més efectiu” en nens i en la tercera edat, així com en certs estats de salut, ja que en aquestes situacions la microflora no es troba en un estat fisiològic òptim. D’altra banda, no hem trobat masses estudis que comparin l’Actimel amb probiòtics sense L.casei, així que no hem pogut valorar les diferències entre els diferents productes.

Per tant, hem arribat a la conclusió que calen més estudis per descriure els mecanismes d’acció de l’Actimel a nivell local i sistèmic, així com de comparació entre varis probiòtics. Podem afirmar, doncs, que tot i ser possiblement més efectiu en certes situacions, el consum diari d’Actimel és beneficiós, però no s’ha demostrat que ho sigui més que qualsevol altre probiòtic. En base a tot això, creiem que l’elevat preu de l’Actimel respecte la resta de productes fermentats no és justificable; si més no, de moment.


Guasch Surribas J; Milà Alomà M; Rabaza Gairí M; Reina Castillón J; Vidaurre Teixidó L
Facultat de Ciències de la Salut i de la Vida, Universitat Pompeu Fabra, Barcelona 2010




Bibliografia

[1] Danone [Pàgina principal a Internet]. Espanya: Danone SA; [Accés: 10-04-10]. Prova Danone [8 pantalles].

Disponible a: http://www.danone.es/Danone/default.jsp

[2] Organización Mundial de la Salud [Pàgina principal a Internet][Accés: 9-04-10]. Disponible a:http://www.who.int/es/

[3] Spreer. Lactología Industrial [monografia a Internet]. 1991 [10-04-10]. Disponible a:
http://www.textoscientificos.com/alimentos/yogur/bacterias

[4] Actimel L.Casei Imunitass [Pàgina principal a Internet]. Gran Bretanya: Danone actimel; [Accés: 10-04-10].

Disponible a:http://www.actimel.co.uk/About/WhatIsActimel.aspx

[5] JGI Genome [Pàgina principal a Internet]. California: D Anna, G Igor, S Igor ; 1997 [Accés: 10-04-10]. Tree of life [1 pantalla]. Disponible a: http://genome.jgi-psf.org/strth/strth.home.html

[6] Actimel L casei [Pàgina principal a Internet]. Espanya; [accés 10-04-10]. Acerca de L casei [1 pàgina].

Disponible a: http://www.actimellcasei.com/Actimel-lcasei.html

[7] The microscopy facility [Pàgina principal a Internet]. Utah: Utah State University; [Accés: 10-04-10].

Disponible a: http://bioweb.usu.edu/microscopy/Research.htm

[8] Guerin-Danan C, Chabanet C, Pedone C, Popot F, Vaissade P, Bouley C, Szylit O, Andrieux C.Milk fermented with yogurt cultures and Lactobacillus casei compared with yogurt and gelled milk: influence on intestinal microflora in healthy infants. Am J Clin Nutr. 1998 gener; 67(1): 111-7. Disponible a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9440384

[9]Tormo Carnicer R, Infante Piña D, Roselló Mayans E, Bartolomé Comas R. Intake of fermented milk containing Lactobacillus casei DN-114 001 and its effect on gut flora. An Pediatr (Barc). 2006 Nov;65(5):448-53. Disponible a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez

[10] Saulnier N, Zocco MA, Di Caro S, Gasbarrini G, Gasbarrini A. Probiotics and small bowel mucosa: Molecular aspects of their interactions. Department of Gastroenterology, Catholic University of Rome. Juny 2006;1(2):107-15. Disponible a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18850204

[11] Delcenserie V, Martel D, Lamoureux M, Amiot J, Boutin Y, Roy D. Immunomodulatory effects of probiotics in the intestinal tract. INAF (Canada) 2008;10(1-2):37-54.

Disponible a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18525105

[12]Parra MD, Martínez de Morentin BE, Cobo JM, Mateos A, Martínez JA.
Daily ingestion of fermented milk containing Lactobacillus casei DN114001 improves innate-defense capacity in healthy middle-aged people. J Physiol Biochem. 2004 Jun; 60(2):85-91.

Disponible a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15457926

[13] LeBlanc Ade M, Castillo NA, Perdigon G.Anti-infective mechanisms induced by a probiotic Lactobacillus strain against Salmonella enterica serovar Typhimurium infection. Int J Food Microbiol. 2010 Apr 15;138(3):223-31. Epub 2010 Feb 1.

Disponible a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20193971

[14]Giovannini M, Agostoni C, Riva E, Salvini F, Ruscitto A, Zuccotti GV, Radaelli G. A randomized prospective double blind controlled trial on effects of long-term consumption of fermented milk containing Lactobacillus casei in pre-school children with allergic asthma and/or rhinitis. Pediatr Res. 2007 Aug;62(2):215-20. Disponible a:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17597643

[15]Cobo Sanz JM, Mateos JA, Muñoz Conejo A. Effect of Lactobacillus casei on the incidence of infectious conditions in children. Nutr Hosp. 2006 Jul-Aug;21(4):547-51. Disponible a:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16913215

[16] Marcos A, Wärnberg J, Nova E, Gómez S, Alvarez A, Alvarez R, Mateos JA, Cobo JM.
The effect of milk fermented by yogurt cultures plus Lactobacillus casei DN-114001 on the immune response of subjects under academic examination stress.
Eur J Nutr. 2004 Dec;43(6):381-9. Disponible a:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15309418

[17] Boge T, Rémigy M, Vaudaine S, Tanguy J, Bourdet-Sicard R, van der Werf S. A probiotic fermented dairy drink improves antibody response to influenza vaccination in the elderly in two randomised controlled trials.Vaccine. 2009 Sep 18;27(41):5677-84. Disponible en:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19615959

[18]Guillemard E, Tondu F, Lacoin F, Schrezenmeir J.Consumption of a fermented dairy product containing the probiotic Lactobacillus casei DN-114 001 reduces the duration of respiratory infections in the elderly in a randomised controlled trial.Br J Nutr. 2009 Sep 14.

Disponible a: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19747410