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Simulare in provetta il comportamento delle proteine negli esseri umani

Prendere delle proteine, ad esempio sotto forma di latte scremato in polvere, e metterne un pizzico in una provetta. Per determinare l’efficienza con cui questa proteina alimentare viene convertita in una proteina propria dell’organismo, in laboratorio si applica passo per passo la «ricetta» descritta nella rivista scientifica online «Nature Protocols».

E il suo valore, ossia l’utilità di questa proteina per gli esseri umani, risulta presto evidente. Un team di scienziati internazionali è riuscito a sviluppare un metodo armonizzato per la digestione in vitro delle proteine. L’Irlanda, la Spagna e la Svizzera con Agroscope sono a capo del team di ricerca composto da 15 nazioni.

Proteine, peptidi e amminoacidi liberi sono i tre stadi della digestione delle proteine. Dopo la masticazione, negli uomini e nei maiali queste fasi digestive si svolgono principalmente nello stomaco e nell’intestino tenue. Il protocollo ora pubblicato a livello internazionale descrive in che modo è possibile riprodurle in provetta (in vitro). Si tratta di un metodo fisiologico, ossia che rispecchia le condizioni naturali del tratto digestivo.

Riprodurre in vitro l’alimentazione umana nel modo più accurato possibile

Il metodo di digestione in vitro delle proteine alimentari è il risultato di una collaborazione internazionale al programma COST action INFOGEST dal 2011 al 2015, a cui ha partecipato anche Agroscope. INFOGEST è una rete di ricerca aperta che conta oltre 260 specialisti in alimentazione, biochimica, nutrizione e salute provenienti da 90 istituzioni di 32 Paesi. Il metodo pubblicato in «Nature Protocols» è stato elaborato da un sottogruppo INFOGEST composto da ricercatori di 15 Paesi diversi. L’obiettivo principale era comprendere gli effetti delle derrate alimentari sulla salute umana.

Nella ricerca alimentare la COST action INFOGEST mirava a riprodurre in vitro l’alimentazione umana nel modo più accurato possibile utilizzando un sistema semplice. I metodi impiegati nei vari Paesi partner sono stati adattati e armonizzati per consentire ai ricercatori di confrontare e scambiare i risultati. Allo scopo sono stati confrontati i risultati dei protocolli di digestione dei diversi membri INFOGEST con latte scremato in polvere, da cui è stato ricavato un protocollo armonizzato. Agroscope ha fornito un contributo essenziale a questo lavoro di ricerca sviluppando metodi di controllo delle singole fasi della digestione, come ad esempio la rappresentazione dei modelli peptidici risultanti dalla degradazione delle proteine (metodo del conteggio degli amminoacidi), oggi conosciuta e utilizzata internazionalmente.

Per validare il nuovo metodo in vitro i ricercatori hanno testato l’accuratezza con cui rispecchia la digestione naturale. Le sperimentazioni condotte parallelamente in laboratorio e nei suini hanno dimostrato un elevato livello di corrispondenza dei risultati. In conclusione, il sistema in vitro permette affermazioni fisiologiche dettagliate ed è particolarmente indicato per simulare i processi digestivi e per valutarli qualitativamente e quantitativamente.

Il metodo permette di sostituire gli esperimenti sugli animali

«Nature Protocols», dove è stato pubblicato il metodo in vitro di digestione delle proteine, è una rivista scientifica online del Nature Publishing Group. Pubblica esclusivamente protocolli di alta qualità, citabili e sottoposti a revisione paritaria internazionale (peer-reviewed) che descrivono metodi scientifici sotto forma di ricette. Il metodo appena pubblicato è la nuova edizione di un prototipo già pubblicato nel 2014 e contiene suggerimenti di miglioramento e spiegazioni più dettagliate delle singole fasi. Charlotte Egger e Reto Portmann, incaricati presso Agroscope del progetto INFOGEST, spiegano che un metodo pubblicato in «Nature Protocols» deve essere utilizzato e riconosciuto in tutto il mondo, ma contenere qualcosa di nuovo. Aggiungono inoltre che il protocollo descrive un metodo molto citato: il prototipo pubblicato nel 2014 dallo stesso team internazionale di autori è stato già citato più di 500 volte. Lo stesso metodo potrebbe anche permettere in futuro di sostituire vari esperimenti sull’essere umano e sugli animali, in linea con il principio delle 3R «replace, reduce, refine» (ossia sostituire, ridurre e affinare).

La ricerca internazionale nella digeribilità delle proteine prosegue. Dopo lo sviluppo del metodo di digestione in vitro e la pubblicazione internazionale del relativo protocollo, per il prossimo anno è prevista la standardizzazione internazionale secondo la norma ISO-IDF. Presso Agroscope nel 2018 è stata inoltre avviata una tesi di dottorato con l’obiettivo di poter impiegare il metodo in vitro nella pratica. Inizialmente sarà testato il valore di dieci fonti proteiche diverse, che diventeranno poi nuovi standard internazionali. L’obiettivo a lungo termine di questo lavoro è migliorare le raccomandazioni nutrizionali per gli esseri umani ma anche determinare l’impronta ecologica delle derrate alimentari sulla base del loro valore. I primi risultati sono attesi per il 2021.

Link al protocollo in «Nature Protocols»

https://rdcu.be/brEMd

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