Un equipo de investigadores de la Facultad de Ciencias Agrícolas de Penn State ha identificado un compuesto en los champiñones blancos que podría beneficiar la salud intestinal de los mamíferos al activar una respuesta biológica protectora.
por Krista Weidner, Universidad Estatal de Pensilvania
«Nuestra investigación mostró que un enfoque bioquimiométrico (modelar datos de química y biología juntos) puede conducir al descubrimiento de nuevos componentes de mezclas químicas en alimentos que podrían ser terapéuticos para la salud animal y humana», dijo Joshua Kellogg, profesor asistente de metabolómica en la Departamento de Ciencias Veterinarias y Biomédicas. Los investigadores publicaron sus hallazgos en el Journal of Functional Foods .
Usando ensayos basados en células y un enfoque de redes moleculares, un método que organiza las moléculas de acuerdo con su similitud estructural, los investigadores descubrieron que el nuevo compuesto que identificaron en los champiñones blancos activa el receptor de hidrocarburo de arilo, o AHR, que se encuentra en mamíferos, incluidos ratones, cerdos y humanos.
Estudios anteriores han demostrado que cuando los ratones ingieren hongos, el AHR se antagoniza o se inhibe. El compuesto que identificó el equipo de Kellogg activa AHR cuando se aplica a líneas celulares derivadas de humanos y ratones, que se cultivan en el laboratorio para probar los efectos moleculares de ciertas variables.
«Es un acto de equilibrio delicado, por lo que es esencial estudiar los alimentos integrales, así como los compuestos individuales», dijo Kellogg. «Hay beneficios para la activación de AHR, así como el antagonismo».
Kellogg dijo que AHR juega un papel importante en la salud intestinal. Cuando se activa, puede inducir una respuesta celular para desintoxicar los hidrocarburos arilo, que son carcinógenos conocidos, en el intestino. Cuando se inhibe, AHR puede ayudar a reducir el crecimiento tumoral en ciertos tipos de cáncer. AHR también es fundamental en otras facetas de la promoción de la salud intestinal, incluido el mantenimiento de la integridad del revestimiento de la mucosa del intestino y la prevención de que las bacterias invadan el intestino.
La investigación más reciente del equipo se basa en el trabajo previo de los coautores Andrew Patterson, profesor de toxicología molecular, bioquímica y biología molecular , y Gary Perdew, H. Thomas & Dorothy Willits Hallowell Presidente de Ciencias Agrícolas y director del Centro de Toxicología Molecular y Carcinogénesis. . Anteriormente observaron moléculas llamadas benzotiazoles y cómo reaccionan con AHR.
«En nuestra investigación, reconocimos esos benzotiazoles, pero también vimos moléculas no descubiertas previamente que estaban relacionadas estructuralmente», explicó Kellogg. «Cuando perfilamos la química de estas estructuras relacionadas, nos preguntamos si también funcionarían con AHR. Y descubrimos que activan AHR».
Los hallazgos de los investigadores subrayan la importancia de estudiar las funciones que desempeña cada componente químico en un alimento integral, según Kellogg.
«Los alimentos son mezclas químicas complejas», dijo Kellogg. «Lo que hacemos en nuestro núcleo es centrarnos en formas de buscar química activa en fuentes naturales: plantas, hongos, bacterias. Estamos interesados en cómo las mezclas químicas en los alimentos reaccionan con AHR y podrían proteger la salud intestinal en general».
La estudiante graduada Xiaoling Chen, miembro del equipo de investigación y autora principal del artículo, continúa la investigación examinando mezclas moleculares en otras especies de hongos.
El equipo también está aplicando el enfoque bioquimiométrico a la investigación de enfermedades infecciosas, dijo Kellogg. Por ejemplo, están examinando varias plantas de regiones de Pensilvania en busca de compuestos que actúen contra las bacterias patógenas. Han encontrado fitoquímicos, parte del sistema inmunológico de una planta que ayuda a proteger contra los virus, en la planta Artemisia que parecen ser efectivos para inhibir el crecimiento de las micobacterias que causan la tuberculosis.
Más información: Xiaoling Chen et al, Molecular networking identifica un benzotiazol modulador de AHR de champiñones blancos (Agaricus bisporus), Journal of Functional Foods (2023). DOI: 10.1016/j.jff.2023.105602
