I ricercatori identificano gli effetti delle nanoparticelle sui microrganismi intestinali

Il microbioma intestinale non è solo la chiave per la lavorazione degli alimenti, ma un co-determinante accettato per varie malattie. I ricercatori guidati dal Centro medico universitario dell'Università Johannes Gutenberg di Mainz (JGU) hanno identificato gli effetti delle nanoparticelle sui microrganismi intestinali. Le particelle ultra-piccole aderiscono ai microrganismi intestinali, influenzando così il loro ciclo di vita e il dialogo incrociato con l'ospite. Una delle osservazioni dei ricercatori è stata che il legame delle nanoparticelle inibisce l'infezione con Helicobacter pylori , un patogeno implicato nel cancro gastrico. I risultati stimoleranno ulteriori studi epidemiologici e apriranno la strada allo sviluppo di potenziali nanoparticelle "probiotiche" per gli alimenti. Le scoperte sono state pubblicate in Scienza del cibo .

A causa delle loro minuscole dimensioni, le nanoparticelle hanno caratteristiche e capacità uniche, come aderire alle microstrutture. La nanotecnologia è un importante motore di innovazione sia per l'industria di consumo che per la medicina. In medicina, l'attenzione è rivolta al miglioramento della diagnostica e della terapia, mentre l'industria si occupa principalmente dell'ottimizzazione del prodotto. Quindi, le nanoparticelle sintetiche sono già utilizzate come additivi per migliorare le caratteristiche degli alimenti. Ma come possiamo utilizzare la nanotecnologia in modo più efficiente e sicuro negli alimenti? E ci sono effetti sconosciuti delle nanoparticelle, quali devono essere ulteriormente sfruttate?

La nutrizione influenza fortemente la diversità e la composizione del nostro microbioma. "Microbioma" descrive tutti i microrganismi colonizzatori presenti in un essere umano, in particolare, tutti i batteri nell'intestino. In altre parole, il tuo microbioma include la tua flora intestinale e i microrganismi che colonizzano la tua pelle, bocca, e cavità nasale.

Scienziati e clinici sono interessati ai microbiomi a causa dei loro effetti positivi o negativi sull'ospite. Questi includono la modulazione del nostro sistema immunitario, metabolismo, invecchiamento vascolare, funzionamento cerebrale, e il nostro sistema ormonale. La composizione del microbioma sembra svolgere un ruolo importante per lo sviluppo di vari disturbi, come le malattie cardiovascolari, cancro, allergie, obesità, e anche disturbi mentali. "Quindi, la nutrizione e il suo contenuto di nanoparticelle possono influenzare l'equilibrio microbioma-ospite, finalmente influenzare la salute umana. Al fine di ridurre i potenziali rischi e, idealmente, promuovere la salute, l'impatto della dieta le nanoparticelle devono essere comprese, " ha sottolineato il professor David J. McClements del Dipartimento di Scienze degli alimenti dell'Università del Massachusetts ad Amherst, STATI UNITI D'AMERICA.

"Prima dei nostri studi, nessuno ha veramente guardato se e come i nano-additivi influenzano direttamente la flora gastrointestinale, " ha commentato il Professor Roland Stauber del Dipartimento di Otorinolaringoiatria, Capo, e Chirurgia del collo presso il Mainz University Medical Center. "Quindi, abbiamo studiato un'ampia gamma di nanoparticelle tecniche con proprietà chiaramente definite al fine di imitare ciò che accade agli additivi alimentari nanometrici attualmente utilizzati o potenziali futuri. Simulando in laboratorio il viaggio delle particelle attraverso i diversi ambienti del tubo digerente, abbiamo scoperto che tutti i nanomateriali testati erano effettivamente in grado di legarsi ai batteri", ha spiegato Stauber.

Gli scienziati hanno scoperto che questi processi di legame possono avere esiti diversi. Da una parte, i microrganismi legati alle nanoparticelle sono stati riconosciuti in modo meno efficiente dal sistema immunitario, che può portare ad un aumento delle risposte infiammatorie. D'altra parte, il 'nano-cibo' ha mostrato effetti benefici. Nei modelli di coltura cellulare, le nanoparticelle di silice hanno inibito l'infettività di Helicobacter pylori , che è considerato uno dei principali agenti coinvolti nel cancro gastrico.

"Era sconcertante che siamo stati in grado di isolare anche le nanoparticelle naturali dal cibo, come la birra, che ha mostrato effetti simili. Le nanoparticelle nel nostro cibo quotidiano non sono solo quelle aggiunte deliberatamente, ma possono anche essere generate naturalmente durante la preparazione. I nanoparticolati sono già onnipresenti, " ha concluso Stauber.

Le intuizioni dello studio consentiranno di derivare strategie per lo sviluppo e l'utilizzo di nanoparticelle sintetiche o naturali per modulare il microbioma come ingredienti benefici negli alimenti funzionali. "La sfida è identificare le nanoparticelle che si adattano allo scopo desiderato, forse anche come integratori alimentari probiotici in futuro. Sfida accettata, " ha sottolineato Stauber e il suo team.

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