Investigadores de la Universidad de Tecnología de Chalmers, Suecia, han ideado un nuevo método para estudiar cómo reaccionan las células biológicas individuales ante situaciones estresantes y elevar el sistema inmunológico. Comprender estas respuestas podría ayudar a desarrollar medicamentos o suplementos más efectivos para enfermedades, así como a mejorar una variedad de ingredientes alimentarios o suplementarios para la nutrición deportiva.
La levadura, una opción a considerar
La levadura está sujeta a un estrés considerable tanto durante la elaboración de la cerveza (en términos de mayor concentración de etanol) como a la cocción (en términos de alta osmolaridad). Ser capaz de cuantificar las respuestas celulares en tales condiciones puede proporcionar a los fabricantes una manera de evaluar diferentes cepas de levadura y, por lo tanto, elegir la que mejor se adapte a su propósito. La levadura es esencial para la preparación de alimentos y bebidas, por ejemplo, al hornear pan y elaborar cerveza, pero este conocimiento de las características físicas de las células de levadura podría ser invaluable para el sistema inmunológico, no solo para optimizar los productos, sino para buscar opciones saludables a diversos escenarios en el cuerpo o la mente.
Las células y los microorganismos utilizan sistemas complejos para gestionar cómo se adaptan a las nuevas condiciones que pueden causarles estrés afectando el sistema inmunológico; pueden alterar su propia estructura al absorber o liberar sustancias en su entorno. Debido a la complejidad de estos procesos moleculares, es difícil comprender completamente estos procesos. Los investigadores suecos examinaron cómo reaccionan las células de levadura individuales a los cambios en el entorno local, que en este caso era un aumento de la concentración de sal.
El equipo identificó y supervisó el cambio de compuestos dentro de las células de levadura, uno de los cuales era un azúcar, glicerol. Además, pudieron medir la velocidad y la cantidad exactas de glicerol producidas por diferentes células en diversas condiciones de estrés. La levadura y las bacterias tienen sistemas muy similares cuando se trata de la respuesta al estrés, lo que significa que los resultados también son muy interesantes desde un punto de vista médico.
– Esto podría ayudarnos a comprender cómo hacer que la vida sea más difícil para las bacterias indeseables que invaden nuestro sistema inmunológico, un medio para eliminar sus mecanismos de defensa sobre todo cuando se entrena duro o se tienen situaciones estresantes que son difíciles de manejar.
¿Cómo funciona la tecnología inmunológica ?
Midtvedt ha estado investigando el tema de la respuesta de microorganismos bajo estrés desde 2015 y, en combinación con sus colegas, ha desarrollado una variante de microscopía holográfica que permite estudiar las células en tres dimensiones. El método se basa en un enfoque de imagen de interferencia, dividiendo un rayo láser en dos trayectorias de luz; uno pasa a través de una muestra de células, y uno no; luego, los dos haces se vuelven a combinar en un ligero ángulo de desplazamiento.
Esto permite leer los cambios en las propiedades de la célula a través de las variaciones en las compensaciones de fase del haz; los dos caminos de luz están en fase, hasta que uno pasa a través de la muestra de células de levadura. A medida que la celda se somete a tensión, es posible leer los cambios en sus propiedades a través de las variaciones resultantes en las compensaciones de fase del haz.
Este método de investigación de una célula permite a los investigadores ver qué producen los diferentes organismos cuando están bajo estrés, sin la necesidad de usar diferentes tipos de estrategias tradicionales basadas en etiquetas; con esta estrategia no invasiva para el sistema inmunológico, se pueden detectar múltiples compuestos simultáneamente, sin dañar la célula. Para examinar el uso de biomedicinas específicas, los investigadores ahora planean utilizar este nuevo método en un proyecto de colaboración a gran escala.
En este caso, esperan contribuir a una mejor comprensión de cómo las células humanas reciben y procesan los medicamentos o suplementos; es importante poder desarrollar nuevos tipos de productos específicos (si es posible naturales utilizando la tecnología), con la esperanza de que se pueda tratar las enfermedades que hoy en día son intratables o reducir el impacto de la actividad física en el cuerpo o la mente, sin embargo, las áreas específicas de salud que pueden beneficiarse de esta investigación aún no se han especificado.
En el futuro, los investigadores planean realizar más investigaciones para explorar posibles formas de mejorar la administración de fármacos o suplementos y la “caracterización de las nanopartículas”, que es el examen de las propiedades físicas y químicas de las nanopartículas. El plan es probar si el método es lo suficientemente sensible para monitorear la absorción y liberación de ingredientes, en particular con respecto a la evaluación de nuevos esquemas de administración; esto permitiría cuantificar dicha captación sin dañar las células.