Los científicos desarrollan probióticos recubiertos que podrían administrarse de manera efectiva en el intestino humano

Los científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han desarrollado probióticos con un recubrimiento comestible único que garantiza que las bacterias beneficiosas lleguen con éxito al intestino una vez que se ingieren.

Los probióticos son definidos por la Organización Mundial de la Salud como microorganismos vivos, que cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren un beneficio para la salud del huésped. Se ha demostrado que ayudan a prevenir infecciones de los tractos urinario y digestivo, y a mantener una flora intestinal saludable, lo que está relacionado con la reducción del riesgo de obesidad y la promoción del bienestar general.

Sin embargo, varios modos de administrar probióticos, incluidos los suplementos y los productos lácteos, no han sido efectivos para garantizar que sobrevivan a las condiciones del estómago humano para ser administrados en cantidades suficientes para beneficiar la salud. Muchos estudios muestran que la mayor parte de los probióticos entregados en suplementos comerciales y yogures mueren dentro de los primeros 30 minutos de exposición al ambiente ácido del estómago.

En el estudio NTU, los probióticos, bacterias Lacticaseibacillus amigables con el intestino, se recubren con alginato, un carbohidrato derivado de las algas pardas, protegiéndolos de las duras condiciones ácidas del estómago.

A través de experimentos que simularon un viaje a lo largo del tracto digestivo humano, solo sobrevivieron los probióticos con el recubrimiento desarrollado por NTU. Las bacterias se liberan solo cuando llegan al intestino delgado, ya que el recubrimiento se rompe al reaccionar con los iones de fosfato, que están presentes en mayor cantidad en el intestino delgado (ver video).

El desarrollo de la tecnología de revestimiento de alginato refleja el compromiso de NTU con las necesidades y los desafíos de una vida y un envejecimiento saludables, que es uno de los cuatro grandes desafíos de la humanidad que la Universidad busca abordar a través de su plan estratégico NTU 2025.

El profesor asociado Joachim Loo de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la NTU, quien dirigió el estudio, dice que «en los últimos años, los estudios científicos han demostrado que la salud de un individuo depende mucho más de la ayuda de ‘bichos buenos’ en nuestro intestino de lo que pensábamos antes».

«Sin embargo, los probióticos son microorganismos delicados y no pueden sobrevivir en el entorno hostil de nuestro estómago. Para aumentar la eficacia de los probióticos como suplemento dietético, buscamos ‘envolverlos en paquetes’ y entregarlos en sitios específicos del intestino donde funcionan mejor. Este empaque estable a la humedad, a través de la ingeniería de materiales, hace que la entrega de probióticos sea más efectiva y extiende la vida útil de los suplementos».

Sra. Tan Li Ling, Ph.D. estudiante de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la NTU, quien fue el primer autor del estudio, dice que «seleccionaron el alginato como material de recubrimiento porque es seguro para el consumo humano, de origen natural y de costo relativamente bajo. El alginato también exhibe ácido -propiedades amortiguadoras, que pueden proteger a los probióticos contra las duras condiciones causadas por el ácido gástrico».

Los resultados del estudio se publicaron en la publicación académica revisada por pares Polímeros de carbohidratos en febrero. También se presentó una solicitud de patente para la tecnología de recubrimiento de probióticos a través de la empresa empresarial e innovadora de NTU, NTUitive.

Ampliación del caso de uso de los probióticos

La tecnología de recubrimiento de probióticos de NTU es personalizable y se puede utilizar para crear probióticos recubiertos en forma de polvo, que tienen aproximadamente 10 μm (0,0004 pulgadas) de diámetro.

El método utiliza azúcares protectores junto con alginato, para que las bacterias no mueran durante el proceso de fabricación. Además, el uso de iones de calcio permite que el recubrimiento se degrade en líquidos o en un ambiente húmedo, lo que le da una vida útil más prolongada.

El método también utiliza la técnica de secado por aspersión para producir los probióticos recubiertos. El secado por aspersión es un método de producción rentable y de alto rendimiento, que ya se usa comúnmente en las industrias alimentaria y farmacéutica. Permitiría que los probióticos recubiertos desarrollados por NTU se produzcan de manera asequible y en grandes cantidades.

Para hacer los probióticos recubiertos, los científicos cultivaron bacterias Lacticaseibacillus antes de lavarlas en una solución salina. Después de lo cual, las bacterias se juntaron en una concentración que reflejaba la dosis de probióticos recomendada por las Naciones Unidas. Finalmente, los probióticos se secaron por aspersión y se recubrieron con alginato. Todo el proceso dura aproximadamente una hora.

Si se refrigera, la bacteria probiótica recubierta podría sobrevivir durante más de ocho semanas. El NTU desarrollado tampoco se degradó en absoluto y pudo proteger a los probióticos contra el ácido gástrico durante un período de prueba de ocho semanas.

En comparación, las bebidas probióticas tienen una vida útil de hasta siete semanas cuando se refrigeran, pero los probióticos que contienen comienzan a morir después de dejarlas a temperatura ambiente después de unas horas, dicen los científicos.

Además de servir potencialmente como una forma más efectiva de administrar probióticos, los científicos de la NTU dicen que están explorando el uso de su innovación para enriquecer alimentos y bebidas, como la cerveza y otras bebidas enlatadas, con probióticos.

El profesor asociado Loo agregó que «con un cambio de paradigma hacia la prevención de enfermedades en lugar del tratamiento, los probióticos pueden, por lo tanto, ser la clave para dar forma a la salud de uno, manteniéndolo en el rosa de la salud. Al adaptar aún más la tecnología de recubrimiento, será posible aplicarlo a una gama de otros probióticos, y también para otros fines, incluidas las aplicaciones comerciales en las industrias agroalimentaria y médica».

La Sra. Tan agregó que «esta tecnología es muy versátil ya que los probióticos recubiertos se pueden incorporar en muchos tipos de productos diferentes, incluidos suplementos dietéticos y píldoras, alimentos y bebidas, e incluso alimentos para animales».

La tecnología desarrollada por NTU ha despertado el interés de las empresas de la industria de alimentos y bebidas para adoptarla y seguir desarrollándola.

Los científicos trabajarán para probar su innovación en otros tipos de probióticos, lo que permitiría aplicarla a la industria agroalimentaria, ya que podría usarse para enriquecer las dietas de animales criados, como pescado y pollo, con probióticos, para encontrar alternativas a los antibióticos en la agricultura.