MICROLIVER

Artículos científicos

• Riezu-Boj, J.I.; Barajas, M.; Pérez-Sánchez, T.; Pajares, M.J.; Araña, M.; Milagro, F.I.; Urtasun, R. Lactiplantibacillus plantarum DSM20174 Attenuates the Progression of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease by Modulating Gut Microbiota, Improving Metabolic Risk Factors, and Attenuating Adipose Inflammation. Nutrients 2022, 14, 5212. https://doi.org/10.3390/nu14245212

Los objetivos del presente proyecto han sido tres:

1. Desarrollo de un dispositivo para la toma de muestra en diversas localizaciones del tracto gastrointestinal.
El objetivo de esta tarea era el diseño de una cápsula de toma de muestras, de acuerdo con los requerimientos funcionales y la regulación vigente. Se ha trabajado secuencialmente en los diferentes parámetros que permitían diseñar, fabricar y probar este dispositivo de toma de
muestras.

Respecto al material, se han tenido en cuenta los siguientes parámetros:

• tiene que ser no biodegradable y gastrorresistente para soportar todo el recorrido desde la
  boca hasta el ano y resistente al medio ambiente.
• tiene que ser biocompatible y no desprender sustancias tóxicas.
• debe tener las propiedades necesarias para ser fácilmente inyectado.
• debe ser compatible con los moldes impresos en 3D: tener buena temperatura de inyección
  para que no dañe el molde, así como un buen índice de fluidez o baja viscosidad.
• debe presentar las propiedades adecuadas para soportar el sistema mecánico de disparo.
• debe ser capaz de proteger la muestra tomada y sus componentes.
• debe permitir un buen acabado y cumplir bien con las tolerancias para el posterior montaje.
• debe ser económicamente asequible.

Por todo ello, se ha trabajado con polipropileno, polimetilmetacrilato, policarbonato y ABS.

Los diseños se han probado y puesto a punto en dos tipos de modelos de tracto gastrointestinal:

Modelo 1: Biorreactor in vitro en el Departamento CAF de UNAV. Permite introducir muestras de heces o microbiota y, con los medios y condiciones de temperatura, pH y nutrientes adecuadas, permite simular las condiciones de las diferentes zonas del tracto gastrointestinal humano, incluyendo la digestión gastrointestinal (ácida y enzimática) in vitro y la acción de la microbiota intestinal.
Modelo 2: Cerdo Göttingen. El cerdo es un animal cuyo tracto gastrointestinal es muy similar al humano y permite optimizar y validar la funcionalidad del dispositivo. En ambos modelos se ha comprobado que la cápsula aguanta las condiciones del estómago y llega sin problema al intestino. En minipigs ha llegado a aguantar tres semanas dentro del tracto gastrointestinal. Durante las pruebas efectuadas con los cerditos, se vio la necesidad de miniaturizar el tamaño del dispositivo actual. Actualmente se está trabajando en reducir el tamaño
de la píldora y de todos los componentes mecánicos para que su tamaño final pase de 000 a 0.

2. Estudio de los efectos de una combinación de probióticos sobre un modelo de hígado graso en roedores
En un primer estudio se analizó el efecto de varios probióticos en un modelo de hígado graso en ratón. Para ello, tres grupos incorporaron en su dieta HFHF los probióticos Lactobacillus plantarum 748T, Bacillus coagulans GBI-30 6086 y la mezcla de los dos probióticos anteriores. Los tres grupos mostraron valores de glucemia inferiores al grupo no tratado.
En un segundo estudio se procedió a la suplementación con Lactobacillus plantarum DSM20174 microencapsulado o sin microencapsular. Se trabajó en cápsulas mucopenetrantes/mucoadhesivas para permitir la mejor colonización posible del intestino por parte del probiótico. En este caso, el tratamiento disminuyó significativamente la esteatosis respecto al grupo de ratones alimentado sólo con dieta HFHF, y también se redujeron los niveles de glucosa en sangre. Sin embargo, no se observaron diferencias significativas entre los que lo recibieron microencapsulado o sin microencapsular.
En ambos estudios se observaron interesantes cambios en la composición de la microbiota intestinal.

3. Estudio de los efectos de los probióticos sobre un modelo de hígado graso en minipigs y validación del dispositivo para la toma de muestra
En primer lugar se procedió a la inducción del modelo de hígado graso en minipigs Göttingen mediante una dieta HFFC (alta en grasa y fructosa y deficiente en colina). Mientras tanto se trabajó en la microencapsulación de la cepa probiótica (L. plantarum) para protegerla de las condiciones adversas del estómago para que llegara mejor al intestino grueso. Finalmente se realizó el tratamiento según el siguiente diseño experimental:
– Grupo 1: 5 minipigs Göttingen alimentados con dieta HFFC
– Grupo 2: 5 minipigs Göttingen alimentados con dieta HFFC + probiótico

El tratamiento no mejoró las manifestaciones del modelo experimental. Incluso empeoró la hipercolesterolemia, la hipertrigliceridemia y la hiperglucemia. Los cambios en la microbiota intestinal no fueron relevantes.