Propiedades prebióticas in vivo de oligosacáridos procedentes de la leche de cabra Referencia:
Proyecto de Excelencia, Junta de Andalucía (AGR-7626)Cofinanciación: Fondos Feder
Investigador Principal:
Alfonso Clemente GimenoAño Inicio:
2013 Año Fin:
2016Objetivos: La microbiota intestinal juega un papel crucial en la salud humana. La introducción del concepto prebiótico ha fomentado el desarrollo y caracterización de carbohidratos con capacidad de modular la composición de la microbiota intestinal con el objetivo de mejorar la actividad gastrointestinal del hospedador. En mamíferos, la leche muestra importantes propiedades prebióticas durante la infancia. Aunque existen diversos factores que determinan el potencial prebiótico de la leche, los oligosacáridos constituyen, en este sentido, su componente prebiótico más relevante. Si bien la mayoría de estudios han sido realizados con oligosacáridos procedentes de leche humana, existen otras fuentes disponibles que pueden ser explotadas a gran escala, bien mediante consumo directo bien como ingrediente funcional de formulaciones infantiles, y que pudieran tener propiedades biológicas similares a las mostradas por los oligosacáridos procedentes de la leche humana. En este sentido, la leche de cabra constituye una fuente alternativa de oligosacáridos con demostradas propiedades anti-inflamatorias; a pesar de que éstos presentan una mayor similitud estructural con los oligosacáridos procedentes de leche humana en relación con aquellos provenientes de otras fuentes animales, su potencial prebiótico no ha sido demostrado. La propuesta de este proyecto es multidisciplinar e innovadora, teniendo como objetivos principales: 1) determinar el perfil detallado de los oligosacáridos presentes en la leche de cabra a lo largo del periodo de lactación; 2) Evaluar la supervivencia digestiva y el efecto prebiótico in vivo (rata como modelo animal) de los oligosacáridos de la leche de cabra, estudiando la capacidad que presentan de modular la microbiota digestiva en diferentes tramos del tracto gastrointestinal (ileon, ciego y colon). Estos estudios nos permitirán ahondar en las razones estructurales y moleculares (relación estructura-actividad) por las que este tipo de compuestos modulan la microbiota intestinal. Esta propuesta investigadora establecerá un marco científico idóneo para determinar el potencial de estos carbohidratos como componentes funcionales de la dieta.
Otro Personal: Luis Rubio SanMillán, María del Carmen Marín Manzano, Ignacio Martín García, David R. Yáñez Ruiz, María Luz Sanz Murias
Evaluación de aditivos antimicrobianos y estudio de la correlación entre la composición de la microbiota digestiva y parámetros fisiológicos y productivos en broilersReferencia:
Plan Nacional (AGL2012-32894)Cofinanciación: Fondos Feder
Investigador Principal:
Luis A. Rubio San MillánAño Inicio:
2013 Año Fin:
2015Objetivos: La fuerte selección llevada a cabo en producción aviar en busca de mejores índices productivos ha dado lugar sin pretenderlo a cambios en el desarrollo del sistema digestivo de las aves, junto con otros efectos adversos tales como trastornos metabólicos, baja respuesta del sistema inmunitario y menor resistencia a patógenos. Especies de los géneros Salmonella y Campylobacter dan lugar a más del 90% de las infecciones transmitidas por los alimentos a nivel mundial, mientras que los huevos y la carne de pollo están implicados en el 75% de los brotes de salmonelosis en España. En este contexto, la prohibición completa del uso de antibióticos como promotores del crecimiento en la UE desde el año 2006, ha supuesto una presión añadida a los productores, lo que ha dado lugar a un incremento considerable en la búsqueda de otras estrategias basadas principalmente en la modulación y la suplementación de las dietas con diferentes tipos de aditivos.
Trabajos previos llevados a cabo en nuestro Grupo con los aditivos PTS / PTS-O (tiosulfinato de propil propano y tiosulfonato de propil propano, resp.) y dianhídridos de di-D-fructosa (DAFs) sugieren un posible efecto antibacteriano in vivo de estos aditivos, particularmente de los derivados de ajo, sobre especies patógenas (Salmonella spp, Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens) o potencialmente patógenas (enterobacterias, E. coli) en pollos broiler. Por otra parte, estudios previos realizados por otros y también por nuestro grupo con dietas con alto contenido en polisacáridos no amiláceos (PNAs) muestran una gran variabilidad individual y una mejor adaptación de algunos animales de la misma estirpe a dietas basadas en cereales con un cierto grado de dureza del grano y con altas cantidades de PNAs. Esto se traduce en una mejor adaptación con mayores índices de crecimiento y de utilización del pienso en estas aves. Aunque la información es aún muy limitada, es muy probable que la mejor capacidad de adaptación de determinados individuos se deba, al menos en parte, a cambios en la composición de la microbiota intestinal.
En consecuencia, este proyecto pretende abordar dos objetivos relacionados pero bien diferenciados: 1) estudiar el efecto de determinados aditivos (PTS / PTS-O y DAFs) sobre los recuentos de especies patógenas o potencialmente patógenas en broilers, y 2) estudiar la correlación entre la composición la microbiota del tracto gastrointestinal y parámetros productivos y fisiológicos en pollos broiler en crecimiento. Para ello, utilizaremos dos modelos experimentales: a) pollos alimentados con los aditivos utilizados en el objetivo 1, ya que sabemos que son capaces de modular la composición de la microbiota intestinal en aves, y b) pollos alimentados con dietas basadas en cereales con alto contenido en PNAs que dan lugar a una gran variabilidad individual. El uso de UTOs (unidades taxonómicas operativas) del microbioma intestinal para análisis por T-RFLP se ha mostrado como una herramienta muy útil para evaluar variaciones en la composición de la población microbiana. Modelos estadísticos multivariantes se utilizarán después para establecer relaciones entre las variaciones en la composición de la microbiota, evaluadas por T-RFLP, y determinados parámetros productivos (crecimiento, utilización de la energía del pienso, digestibilidad, etc.). Se iniciará un estudio de metatranscriptómica para estudiar propiedades y modificaciones funcionales en la microbiota de broilers.
Otro Personal: M. Jesús Peinado Martínez
Propiedades anti-proliferativas de los inhibidores Bowman-Birk de leguminosas en modelos celulares de colon. Identificación de serin proteasas como dianas terapéuticas Referencia:
Plan Nacional (AGL2011-26353)Cofinanciación: Fondos Feder
Investigador Principal:
Alfonso Clemente GimenoAño Inicio:
2012 Año Fin:
2014Objetivos: El cáncer colorectal es la segunda causa mundial de muerte por cáncer; como resultado, existe gran interés en desarrollar estrategias preventivas y terapéuticas para combatirlo. Los inhibidores de Bowman-Birk (BBI) presentes en leguminosas, tales como soja, guisante, lenteja y garbanzo, exhiben propiedades anti-inflamatorias y anti-cancerígenas dentro del tracto gastrointestinal (GIT). Estudios previos han demostrado que los BBI procedentes de leguminosas ejercen un efecto anti-proliferativo, de manera dosis-dependiente, en células cancerígenas de colon (HT29, Caco2, LoVo); por el contrario, el crecimiento de células no-malignas fibroblásticas de colon CCD18-Co no se encuentra alterado. Recientemente, hemos evaluado comparativamente las propiedades anti-proliferativas de rTI1B, un isoinhibidor BBI de guisante expresado en la levadura Pichia pastoris, y un mutante derivado inactivo. La proliferación de células cancerígenas de colon se vio afectada por rTI1B de manera dosis-dependiente, mientras que el mutante inactivo no ejerció efecto alguno. Estos resultados demuestran de manera inequívoca que la capacidad de ejercer actividad anti-proliferativa de BBI en células cancerígenas de colon está relacionada con la capacidad intrínseca que presentan de inhibir serín-proteasas. Por tanto, los objetivos descritos en esta propuesta son: 1) identificar y caracterizar serín proteasas, procedentes de distintas líneas celulares cancerígenas de colon que pudieran ser dianas terapéuticas de los BBI; 2) para que los BBI puedan ser explotados con fines preventivos y/o terapéuticos, es esencial dilucidar las bases moleculares responsables de las variaciones en su actividad biológica frente a serín proteasas involucradas en procesos cancerígenos en colon. En este sentido, se llevarán a cabo estudios de interacción proteína-proteína entre un amplio número de isoformas BBI, naturales o modificadas, disponibles en nuestro laboratorio, y aquellas serín proteasas que pudieran estar involucradas en procesos cancerígenos de colon. Los resultados obtenidos serán relevantes para determinar la relación existente entre la estructura proteica de los BBI y sus propiedades beneficiosas dentro del GIT.
Otro Personal: Maria del Carmen Marín Manzano
Efectos biológicos de proteínas de guisante (Pisum sativum). Referencia:
Proyectos TRACE de Investigación de Transferencia de Resultados de Investigación (PET2008-0311)Investigador Principal:
Luis A. Rubio San MillánAño Inicio:
2009 Año Fin:
2012Objetivos: Estudios recientes relacionan estrechamente el consumo de determinadas proteínas de almacenamiento de leguminosas con efectos fisiológicos asociados al crecimiento y al metabolismo del N y de las grasas, particularmente en el hígado. Por otra parte, se ha observado que ciertos inhibidores de proteasas son efectivos en la prevención y/o supresión de procesos cancerígenos en un gran número de modelos in vitro e in vivo. Estas substancias se encuentran presentes en cantidades significativas en las semillas de muchas leguminosas en comparación con otras familias de plantas. La explotación práctica de estos inhibidores en nutrición animal y programas de intervención en nutrición humana depende en gran medida del estudio de su mecanismo de acción, absorción in vivo, etc. Por otra parte, aunque se sabe que la microbiota digestiva está implicada en todos los procesos de digestión y absorción de nutrientes en el tracto gastrointestinal, su estudio ha sido hasta el momento muy limitado, y no existe o es muy escasa la información acerca del posible efecto de fracciones proteicas alimentarias sobre estos parámetros fisiológicos. En nuestro grupo se han llevado a cabo estudios similares tanto in vivo como in vitro desde hace años con otras substancias y materias primas incluyendo determinadas leguminosas (haba, soja, altramuz, garbanzo). Los objetivos concretos de este proyecto son: a) Estudiar la utilización nutricional, efectos biológicos y comportamiento de proteínas (vicilinas, inhibidores de proteasas) del guisante (Pisum sativum); y b) Caracterización de la microbiota por medio de técnicas moleculares en animales alimentados con vicilinas de guisante.
Otro Personal: Alfonso Clemente, Raquel Ruiz Arroyo
Evaluación de aditivos con potencial actividad moduladora de la microbiota digestiva en pollos broiler en crecimientoReferencia:
Plan Nacional (AGL2009-11925)Investigador Principal:
Luis A. Rubio San MillánAño Inicio:
2010 Año Fin:
2012Objetivos: Determinar la posible utilidad de tres substancias activas (dianhidridos de fructosa, PTS-O, Vitacel) en nutrición de pollos broilers, productos que han dado resultados positivos en pruebas previas in vitro. Pretendemos establecer algunos conocimientos y métodos necesarios para un estudio sistemático de la flora digestiva en broilers, y facilitar la salida al mercado de productos cuya posible utilidad puede ser alta teniendo en cuenta las presentes condiciones de la producción animal. Esta información contribuirá al desarrollo de procedimientos y/o substancias capaces de modificar el equilibrio de la flora digestiva en el sentido más beneficioso desde un punto de vista tanto sanitario como productivo
Otro Personal: Elisabeth Jiménez, Ana Echávarri y M. Jesús Peinado (Univ. Sevilla)
Efectos citotóxicos específicos y moduladores de la expresión génica de los inhibidores de proteasas de Bowman-Birk en modelos celulares humanos de colon Referencia:
Plan Nacional AGL2010-15877Cofinanciación: Fondos Feder
Investigador Principal:
Alfonso Clemente GimenoAño Inicio:
2011 Año Fin:
2011Objetivos: Aunque diversos estudios han demostrado que las proteínas Bowman-Birk (BBI) presentes en leguminosas ejercen un efecto preventivo y/o supresor de procesos tumorales dentro del tracto gastrointestinal, el/los mecanismo/s de acción de estas proteínas son desconocidos. Por tanto, los objetivos de esta propuesta son: 1) Investigar la capacidad de distintas isoformas BBI, naturales y mutantes, con actividad inhibidora diferencial para modular la proliferación y viabilidad celular in vitro de células primarias y cancerígenas de colon, promoviendo la desregulación del ciclo celular mediante supresión de mitosis y/o inducción de apoptosis; y 2) Determinar los posibles mecanismos moleculares asociados a dicha actividad biológica mediante una aproximación nutrigenómica. Los resultados obtenidos establecerán un marco científico idóneo para determinar el potencial de esta familia de proteínas como componentes bioactivos de la dieta y desarrollar estrategias para su uso en medicina preventiva y/o terapéutica.
Otro Personal:
Polimorfismo y actividad biológica de inhibidores de proteasas de la familia de Bowman-Birk presentes en leguminosasReferencia:
Plan Nacional (AGL2007-60007/ALI)Investigador Principal:
Alfonso Clemente GimenoAño Inicio:
2007 Año Fin:
2010Objetivos: Se evaluará el significado de la variación de secuencia de aminoácidos dentro de los dominios de inhibición de las proteínas Bowman-Birk en relación a sus propiedades preventivas y/o terapéuticas dentro del tracto gastrointestinal. El estudio comprende dos apartados: 1) Identificación de isoformas de leguminosas con propiedades terapéuticas potenciales en cultivos celulares humanos de colon in vitro; y 2) Identificación y caracterización de serín proteasas de células cancerígenas de colon como posibles dianas terapéuticas. Este estudio establecerá un marco científico idóneo para determinar el potencial de esta familia de proteínas como componentes bioactivos de la dieta
Otro Personal: Maria del Carmen Marín Manzano y Elisabeth Jiménez Jiménez.
Evaluación de la actividad prebiótica in vivo de sialoglicopéptidos multifuncionales. Estudio de su citotoxicidad en modelos celulares humanos de colon.Referencia:
Proyecto Intramural de Frontera CSIC (PIF08-0103)Investigador Principal:
Alfonso Clemente GimenoAño Inicio:
2008 Año Fin:
2010Objetivos: Una de las líneas de investigación de mayor interés en el campo de los prebióticos es la obtención de compuestos bioactivos que sean multifuncionales. En este sentido, esta propuesta tiene como objetivo obtener sialoglicopétidos unidos covalentemente a carbohidratos prebióticos con capacidad de ser fermentados en zonas distales de colon, que estimulen el crecimiento y/o actividad de especies bacterianas beneficiosas y que presenten actividad antiadherente de patógenos bacterianos dentro del tracto gastrointestinal. Durante la ejecución de este proyecto se evaluará el carácter prebiótico de los sialoglicopéptidos conjugados in vivo (rata como modelo experimental) en comparación con los agentes prebióticos individuales, analizando la composición de la microbiota en los distintos tramos del intestino grueso (ciego, colon y recto) así como de la zona distal del intestino delgado (íleon). La inocuidad de los compuestos se estudiará en modelos celulares de colon evaluándose su citotoxicidad (viabilidad celular, desregulación del ciclo celular, supresión de mitosis y/o inducción de apoptosis).
Otro Personal: Luis A. Rubio, Raquel Ruiz y Maria del Carmen Marín-Manzano
Efecto de la variación natural e inducida de los inhibidores de proteasas de la familia Bowman-Birk en la inhibición del proteosoma en modelos celulares de colon. Referencia:
Proyecto Intramural CSIC I3 (PIE200970I054)Investigador Principal:
Alfonso Clemente GimenoAño Inicio:
2010 Año Fin:
2010Objetivos: El proteosoma es un complejo multicatalítico, con actividades del tipo tripsina, quimotripsina y caspasa, involucrado en aspectos claves del metabolismo celular tales como la eliminación de proteínas anómalas, el control del ciclo celular, la diferenciación celular y la apoptosis, entre otras. En la actualidad, existe un gran interés por determinar su papel como posible diana terapéutica en el tratamiento del cáncer. En este sentido, hemos demostrado recientemente que las propiedades anti-proliferativas de las proteínas Bowman-Birk en células cancerígenas colorectales están asociadas a su capacidad intrínseca de inhibir serín proteasas del tipo tripsina y quimotripsina, produciendo cambios significativos en los patrones del ciclo celular. En consecuencia, los objetivos científicos de esta propuesta investigadora son: a) Evaluar la inhibición de las actividades proteolíticas del proteosoma mediante inhibidores de Bowman-Birk con el objeto de determinar su potencial como posible diana terapéutica en células cancerígenas de colon humano (HT29, Caco2); b) Evaluar la relevancia del polimorfismo de estas proteínas en su capacidad de inhibir el proteosoma mediante el uso de variantes naturales de soja (IBB1 e IBBD2) y variantes recombinantes -utilizando Pichia pastoris como sistema de expresión capaz de producir eficientemente proteínas con un alto contenido en puentes disulfuro- con actividades proteolíticas modificadas mediante un programa de mutagénesis dirigida con el objeto de investigar las relaciones existentes entre estructura y actividad biológica; y c) Evaluar el potencial de péptidos cíclicos sintéticos que mimetizan los dominios de inhibición de las proteínas BBI como inhibidores potenciales de proteosoma
Otro Personal:
Estudio de la eficiencia de utilización de nutrientes y energía y de los cambios en la fisiología digestiva del lechón Ibérico durante la lactancia y el post-desteteReferencia:
Junta de Andalucía (AGR-395)Investigador Principal:
José F. Aguilera SánchezAño Inicio:
2006 Año Fin:
2009Objetivos: Se persigue identificar factores limitantes de la eficiencia productiva de la cerda Ibérica y cubrir dos objetivos: a) incrementar el número de lechones destetados; b) adecuar la nutrición del lechón durante el post-destete a la fisiología digestiva del animal. El primer objetivo implica el estudio de los factores que afectan directamente a la eficiencia de transformación de la leche materna en tejido de lechón. El segundo objetivo persigue mejorar el desarrollo del lechón Ibérico, mediante acciones que aumenten la eficiencia del proceso digestivo e incrementen la resistencia del animal frente a procesos patológicos ligados a desequilibrios en la microflora intestinal.
Otro Personal: Luis A. Rubio San Millán, Rosa Mª Nieto Liñán, Manuel Lachica López, Ignacio Fernández-Fígares Ibáñez y Alfonso Clemente Gimeno.
Propiedades funcionales y nutricionales de inhibidores de proteasas de la familia de Bowman-Birk presentes en leguminosas.Referencia:
Junta de Andalucía (AGR-706)Investigador Principal:
Alfonso Clemente Gimeno.Año Inicio:
2006 Año Fin:
2009Objetivos: Los inhibidores de proteasas de la familia de Bowman-Birk (BBI), proteínas abundantes en semillas de leguminosas, han emergido como componentes alimentarios de extraordinaria actividad biológica. Nuestros estudios preliminares demuestran la importancia de las variaciones de secuencia aminoacídica en los dominios de inhibición de los inhibidores BBI sobre su actividad. El descubrimiento de isoformas naturales de inhibidores de proteasas con propiedades preventivas y/o terapéuticas únicas, junto con la evaluación de isoformas noveles obtenidas mediante ingeniería de proteínas y la capacidad de expresar éstas a gran escala son objetivos de este proyecto, y establecen el marco científico idóneo para determinar el potencial de esta familia de proteínas como componentes bioactivos de la dieta.
Otro Personal: Luis A. Rubio San Millán, María del Carmen Marín Manzano y Raquel Ruiz Arroyo.
Absorción digestiva de proteínas purificadas de leguminosas (garbanzo y altramuz) en ratas. Supervivencia digestiva de inhibidores de proteasas.Referencia:
Plan Nacional.Investigador Principal:
Luis A. Rubio San Millán.Año Inicio:
2004 Año Fin:
2007Objetivos: En trabajos previos se ha relacionado el consumo de ciertas proteínas de leguminosas con efectos fisiológicos sobre el metabolismo del N y de las grasas, particularmente en el hígado. Por otra parte, se está adecuando el potencial de los inhibidores de proteasas (BBI) como sustancias activas en el intestino. En consecuencia, se propone determinar: 1) la dinámica de absorción in vivo (rata) e in vitro (cultivos celulares) de proteínas de almacenamiento de garbanzo (Cicer arietinum) y altramuz (Lupinus angustifolius), frente a otras testigo (caseína, lactoalbúmina); 2) la supervivencia digestiva de inhibidores de proteasas del garbanzo para conocer su mecanismo de acción y posible utilización como substancias activas in vivo.
Otro Personal: Alfonso Clemente Gimeno y Raquel Ruiz Arroyo.
Digestibilidad, absorción gastrointestinal e inmunogenicidad de proteínas vegetales de alto valor añadido.Referencia:
Comunidad de Madrid.Investigador Principal:
Francisco Javier Moreno Andújar, Instituto de Fermentaciones Industriales, CSIC.Año Inicio:
2006 Año Fin:
2006Objetivos: El objetivo fundamental de este proyecto es evaluar el efecto de la glicosilación, enzimática y no-enzimática, sobre la digestibilidad, absorción gastrointestinal in vitro e inmunogenecidad de proteínas alimentarias. En particular, se estudiarán los alérgenos 2S y 7S procedentes de nuez y soja, respectivamente. Estos alérgenos son resistentes a tratamientos habituales llevados a cabo por la industria alimentaria. En este sentido, la glicosilación puede ofrecer una alternativa para la obtención de proteínas hipoalergénicas de valor añadido.
Otro Personal: Alfonso Clemente Gimeno.
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