Un nou studiu revolutionar publicat in Cercetari Alimentare si de Nutritie Moleculara, intitulat "Comunicarea interspecii dintre plante si celulele gazda din intestinul soarecilor prin nanoparticule similare exozomilor derivati din plante", a descoperit un nou mod in care componenti alimentari "vorbesc" cu celulele animale regland expresia genelor si furnizand efecte terapeutice semnificative.
Cu noua descoperire ca microARN necodati din alimente pot afecta in mod direct expresia genelor in fiziologia umana, acest nou studiu dovedeste concret ca vechea zicala "esti ce mananci" este confirmata acum de biologia moleculara de ultima ora.
Exozomii: "Veriga lipsa" din modul in care plantele si celulele animale comunica si colaboreaza
Acesta este primul studiu de acest gen care analizeaza rolul pe care il au exozomii, mici vezicule secretate de celulele plantelor si animalelor care participa la comunicarea intercelulara, in comunicarea interspecii (plante-animale).
Studiul a explicat proprietatile biologice ale exozomilor astfel:
"Exozomii sunt produsi de o varietate de celule de mamifere printre care celule tumorale, epiteliale si imunitare. Exozomii joaca un rol in comunicarea intercelulara si pot transporta mARN, miARN, lipide bioactive si proteine intre celule. La contact, exozomii transfera molecule care pot conferi proprietati noi si/sau reprograma celulele destinatare."
Desi majoritatea cercetarilor efectuate asupra exozomilor s-au concentrat pe rolul lor in starile patologice precum dezvoltarea tumorala, recent s-a descoperit ca joaca un rol esential in stimularea regenerarii la nivelul tesutului cardiac deteriorat si se stie ca sunt prezenti in laptele matern, un motiv in plus pentru a considera laptele matern de neinlocuit si de neegalat de laptele praf sintetizat.
Studiul
Cercetatorii au izolat nanoparticule derivate din plante similare cu exozomii (NDPE) din ghimbir, morcov, struguri si grapefruit si au observat comportamentul acestora in celulele de mamifere (soareci).
Au ales aceste fructe si legume consumate in mod frecvent deoarece
"S-a dovedit ca o alimentatie pe baza de plante are o mare influenta asupra reglarii homeostazei celulelor gazde la mamifere, in special a celulelor sistemului digestiv.
Au mentionat ca "masinaria moleculara si celulara care regleaza acest gen de reciprocitate interspecii intre alimentatia pe baza de plante si intestinele mamiferelor nu este pe deplin definita." Noul lor studiu a avut ca scop dobandirea unei noi intelegeri in ceea ce priveste definirea mecanismelor prin care are loc conversatia dintre regnuri.
Exozomii din plante influenteaza celulele mamiferelor in profunzime
Dupa izolarea si caracterizarea nanoparticulelor similare exozomilor din toate cele patru plante comestibile, cercetatorii au descoperit ca acestea poseda similaritati remarcabile in ceea ce priveste dimensiunea si structura cu exozomii de la mamifere. De asemenea, studiul a aratat "ca aceste nanoparticule care seamana cu exozomii sunt preluate de macrofagele intestinale si celulele stem si au efecte biologice asupra celulelor care le primesc."
Efectele biologice au fost descrise dupa cum urmeaza:
- Nanoparticulele asemanatoare cu exozomii din ghimbir induc puternic hem oxigenaza-1 (HO-1) si IL-10 manifestate in macrofage, un indicator al proprietatilor antiinflamatorii si antioxidante.
- Nanoparticulele asemanatoare cu exozomii derivati din fructe ca struguri si grapefruit au indus activarea Wnt/TCF4, care este un component major al raspunsului antiinflamator
- Toate alimentele testate au activat translocatia nucleara a Nrf2, un regulator esential al genei HO1, care are un important rol antiinflamator si antioxidant; ghimbirul s-a dovedit cel mai puternic, urmat de grapefruit, morcov si struguri
De remarcat ca NDPE s-au dovedit rezistente la digestia enzimatica gastrica si intestinala, aratand o data in plus ca pot exercita efecte biologice semnificative fara sa fie afectate de degradarea digestiva, lucru valabil si pentru lectine si microARN din alimentele comestibile.
Cercetatorii au comentat rezultatele:
"Descoperirile noastre arata ca nanoparticulele asemanatoare cu exozomii sunt prezente in fructe si legume comestibile si demonstreaza o strategie necunoscuta pana acum, prin care plantele comunica cu celulele mamiferelor prin nanoparticule similare exozomilor din intestine, si in special macrofagele intestinale si celulele stem.
Am descoperit ca plantele comestibile contin cantitati foarte mari de nanoparticule. Ca exozomii mamiferelor, o caracterizare mai aprofundata a nanoparticulelor din plante a dus la identificarea lor ca nanoparticule similare cu exozomii bazate pe nanoparticule compuse din proteine, lipide si miARN.
NDPE de la diferite tipuri de plante au efecte diferite biologice asupra celulelor de mamiferelor care le primesc. Aceasta descoperire deschide noi orizonturi pentru studierea mai amanuntita a mecanismelor moleculare ce stau la baza dialogului dintre regnul vegetal si celulele mamiferelor asa cum o fac macrofagele intestinale si celulele stem prin NDPE.
Aceste informatii pot constitui fundamentul molecular pentru utilizarea mai multor agenti de origine vegetala pentru un efect terapeutic mai bun, in locul unui singur agent de origine vegetala."
Au mai mentionat si ca aceste rezultate ar putea explica de ce persoanele care consuma o mare varietate de alimente de origine vegetala sunt mai sanatoase:
"Se stie de decenii ca persoanele care consuma zilnic o mare varietate de alimente de origine vegetala beneficiaza si de multe beneficii pentru sanatate in comparatie cu cei care consuma mai putine tipuri de alimente de origine vegetala. Consumul zilnic de NDPE de la mai multe fructe si legume este de asteptat sa ofere mai multe beneficii pentru mentinerea homeostazei intestinale decat consumul de NDPE de la un singur aliment de origine vegetala."
Concluzii: Implicatiile profunde ale studiului
Facand parte din domeniile noi si fascinante ale epigeneticii si nutrigenomicei, descoperirile acestui nou studiu ofera perspectiva extinderii importantei alimentatiei in domeniul medicinei si de prevenire a bolilor.
In ultimele decenii am depasit acel prag critic care ne facea sa consideram mancarea un simplu aport de calorii, minerale si vitamine si cladire de masa corporala. Acum alimentele poarta cu ele informatii de insemnatate biologica, fara de care infrastructura genetica si epigenetica nu poate functiona asa cum a fost atat de inteligent proiectata.
Descoperirea modularii cailor celulare fundamentale la mamifere prin intermediul exozomilor derivati din plante sprijina conceptul conform caruia obiceiurile alimentare ancestrale transmise din generatie in generatie sunt critice in mentinerea sanatatii.
Odata cu aparitia alimentatiei post-industriale, bazata in mare parte pe hrana sintetizata care doar seamana cu mancarea si cu introducerea recenta a alimentatiei pe baza de cereale doar in ultimele 500 de generatii, in prezent alimentatia noastra are de suferit din cauza unor alimente profund incompatibile din punct de vedere biologic.
Milioane de ani de procese co-evolutive au generat o gama larga de co-dependente interspecii si interregn. De exemplu, mamiferele si angiospermele (care includ aproape 250.000 de specii si majoritatea plantelor cu flori care constituie hrana lumii moderne) au evoluat impreuna cel putin 200 de milioane de ani si sunt azi doua dintre cele mai dominante forme de viata de pe planeta. Insasi structura moleculara si informationala a corpului uman a ajuns de-a lungul evolutiei sa depinda de prezenta unor componente de baza din alimente iar absenta acestora poate dauna sanatatii.
Componentii alimentari ca exozomii sunt la fel de importanti pentru sanatate ca vitaminele si alti asa-numiti "nutrienti" si ar putea fi chiar mai importanti in modularea unei game largi de procese celulare complexe mediate genetic si epigenetic, in corp. Acest lucru poate explica si motivul pentru care unele fructe, ca rodiile, s-a dovedit ca pot inlocui functia ovarului mamiferelor in modele de imbatranire prematura induse prin ovariectomie.
Desi rodia este una dintre cele mai concentrate surse de estrona bio identica, exozomii pot fi "veriga lipsa" din modul in care alimentele vegetale contribuie la procese hormonale complexe din interiorul corpului animal, exercitand in acelasi timp o gama atat de larga de efecte benefice pentru sanatate. Si acest lucru este evident la plante precum turmericul, care are peste 600 de beneficii pentru sanatate si s-a descoperit ca moduleaza exprimarea a mii de gene simultan.
Luate impreuna, descoperirile recente precum1) microARN-uri din alimente ca orezul pot patrunde in sange si tesuturi si regla expresia genelor; ca 2) ARN dublu catenari dintr-o mare varietate de alimente consumate au omologie moleculara cu mii de ARN umani (si sunt, deci, capabili de a-i suprima) si ca 3) lectinele pot activa in mod direct mecanismul nuclear din interiorul anumitor celule, confirma si mai departe faptul ca modularea genetica prin medierea exozomilor este un lucru in plus care confirma inca o data conceptul ca tipurile si calitatea alimentelor pe care le consumam au aceeasi relevanta in ceea ce priveste "destinul biologic" ca si ADN-ul din genomul nostru.
Cu toate aceste descoperiri remarcabile, faimosul citat atribuit lui Thomas Edison este mai valabil ca niciodata:
"Doctorul viitorului nu va prescrie medicamente, ci isi va instrui pacientii sa aiba grija de cadrul uman, de alimentatie si sa afle mai multe despre cauzele si preventia bolii."
Sursa utilizata: http://www.greenmedinfo.com/blog/amazing-food-science-discovery-edible-plants-talk-animal-cells-promote-healing?page=2#sthash.LxAvk5Ue.dpuf
