Estudio de las proteínas con actividad antirrotavirus presentes en las fracciones y derivados lácteos para su utilización en productos funcionales

Parrón Quesada, José Antonio
CALVO REBOLLAR, MIGUEL (dir.) ; SANCHEZ PANIAGUA, MARIA LOURDES (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2018
(Producción Animal y Ciencia de los Alimentos)


Resumen: En los últimos años se ha generado un interés creciente por la investigación de diversos componentes bioactivos de la leche debido, principalmente, a su potencial uso como ingredientes en alimentos, puesto que pueden incrementar tanto el valor nutritivo como el valor funcional de los mismos, aportando efectos beneficiosos para la salud.
Los rotavirus son la principal causa de diarrea severa en neonatos y niños menores de 5 años, representando un serio problema de salud pública asociado a altas tasas de morbilidad y mortalidad a nivel mundial, especialmente en los países en vías de desarrollo. A pesar de que la vacunación frente a rotavirus ha reducido la morbilidad y los costes de atención médica a nivel mundial, la dificultad asociada con la implementación de programas de vacunación en países en vías de desarrollo pone de manifiesto la necesidad de estrategias alternativas de protección frente a este tipo de agentes virales.
El objetivo principal de esta Tesis Doctoral ha sido el estudio de la actividad antirrotavirus de diversas fracciones y proteínas derivadas de leche bovina, ovina y humana, así como de subproductos de la industria láctea. Para ello, se obtuvieron diferentes fracciones lácteas: lactosuero, mazada, butter serum y fracción enriquecida en membrana del glóbulo graso de la leche (MFGM, milk fat globule membrane), así como diversos productos lácteos comerciales.
Las proteínas lácteas se aislaron, a partir de las fracciones anteriormente citadas, mediante técnicas cromatográficas como filtración en gel, intercambio iónico y afinidad. Se obtuvieron las inmunoglobulinas (Igs) y la lactoferrina (LF) de leche bovina, ovina y humana, dos proteínas del lactosuero con importantes funciones biológicas. Se aislaron, además, diversas proteínas de la MFGM: mucinas, xantina oxidasa (XOD), lactadherina (LDH) y componente 3 de la proteosa-peptona (PP3), a las que se han atribuido diferentes propiedades biológicas.
La actividad antirrotavirus de las fracciones, subproductos y proteínas lácteas bovinas, ovinas y humanas se determinó in vitro mediante un ensayo de neutralización de la infección de la línea de células epiteliales de riñón fetal de mono MA104 por la cepa WC3 de rotavirus bovino, y detección por inmunofluorescencia indirecta. Este método se puso a punto y se validó en base a directrices internacionales, resultando ser específico, preciso (en condiciones de repetibilidad y de reproducibilidad) y robusto. Los resultados obtenidos, incluidos en los artículos 1, 2 y 5 del presente compendio, demostraron que la leche, independientemente del origen, es una valiosa fuente de compuestos con actividad antirrotavirus, siendo el lactosuero y dos de sus proteínas mayoritarias, Igs y LF, las que presentaron mayor capacidad neutralizante de la infección de las células por la cepa WC3. Las proteínas de la MFGM, LDH y XOD, exhibieron a su vez una actividad inhibitoria muy interesante y escasamente estudiada en trabajos previos.
El estudio de la actividad antirrotavirus mediada por las diferentes fracciones y proteínas lácteas se completó evaluando su capacidad neutralizante in vitro frente a cepas de rotavirus pertenecientes a diferentes serotipos y genotipos: las cepas bovinas UK, NCDV, B223 y WC3, la cepa humana Wa y la cepa de simio RRV. Tal y como se ha publicado en el artículo 4 de este compendio, se observaron diferentes patrones de neutralización entre las cepas sensibles al tratamiento con neuraminidasa (NA) (NCDV y RRV) y las cepas resistentes a la NA (WC3, UK, B223 y Wa) presentando, en general, las primeras una mayor susceptibilidad a la neutralización por parte de las diversas muestras lácteas. Esto podría indicar la gran influencia de la glicosilación de las proteínas lácteas y de la composición de las fracciones lácteas, en la actividad de éstas frente a los rotavirus.
Una vez comprobada la actividad antirrotavirus de las muestras lácteas, se estudiaron sus mecanismos de acción. Para ello, se llevaron a cabo ensayos de inhibición de la unión rotavirus-célula, ensayos de inhibición post-unión rotavirus-célula, ensayos de neutralización de cepas reagrupadas y ensayos de bloqueo celular. Los resultados parecen indicar que el mecanismo por el que la mayoría de las muestras lácteas neutralizan la infectividad de los rotavirus es combinado. De hecho, se evidenció la inhibición de la unión de los virus a las células por las fracciones y proteínas lácteas, que interaccionan mayoritariamente con la proteína VP4 situada en la cápside viral, y también la inhibición en etapas post-unión rotavirus-célula. Se descartó, en cambio, que las muestras lácteas interaccionaran con los receptores celulares para los virus.
Posteriormente, se evaluó el efecto de diferentes tratamientos tecnológicos, tales como los tratamientos térmicos y de altas presiones hidrostáticas, en la actividad antirrotavirus de diversas fracciones y proteínas lácteas. En general, la pasteurización baja causó una mayor pérdida de actividad neutralizante que la pasteurización alta. Además, el tratamiento con altas presiones mostró resultados muy prometedores como alternativa al tratamiento térmico para mantener la actividad de las muestras, puesto que tuvo un efecto menor en la actividad neutralizante de fracciones y proteínas lácteas. Todas estas observaciones están publicadas en los artículos 1, 2, 3, 5 y 6 del presente compendio.
Por último, se estudió el efecto de la degradación enzimática en la actividad antirrotavirus de diversas fracciones y proteínas lácteas. De manera general, los hidrolizados presentaron una menor capacidad neutralizante que las correspondientes muestras sin degradar, excepto en el caso de los lactosueros, que la mantuvieron.
Las evidencias aportadas en este estudio sobre la capacidad antirrotavirus de múltiples fracciones y proteínas lácteas pueden contribuir a revalorizar los productos de los que se obtienen como potenciales fuentes de ingredientes para alimentos funcionales.


Resumen (otro idioma): 

Pal. clave: bioquimica de productos lacteos ; tratamiento termico de alimentos y productos lacteos ; virologia ; cultivo celular

Departamento: Producción Animal y Ciencia de los Alimentos

Nota: Presentado: 04 12 2018
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Producción Animal y Ciencia de los Alimentos, 2018

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 Registro creado el 2019-09-13, última modificación el 2019-09-13


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