Galactan protege las células de levadura de la muerte celular apoptótica.

Para comprobar si la galactana tieneantiapoptóticopropiedades,tratamos mutantes deficientes en genes antiapoptóticos de levadura (fs1∆ y pep4∆) con galactano y los expusimos a un inductor de apoptosis, H2O2. Mientras que la levadura Fis1 es una proteína de fusión mitocondrial ypreviene la apoptosis, la levadura Pep4 es una aspartil proteasa vacuolar yprotege a las células de la apoptosis inducida por ácido acético80,81. Los recuentos de UFC mostraron un aumento de alrededor del 25-30 por ciento en la supervivencia de las células pep4∆ y fs1∆ cuando se trataron con galactano en comparación con las células bajo estrés apoptótico inducido por H2O2 1 mM (Fig. 5A). Los resultados del ensayo puntual también mostraron una concordancia con los recuentos de UFC que mostraron una mejor supervivencia de los mutantes antiapoptóticos de levadura tratados con galactano bajo estrés apoptótico (Fig. 5B). Nuestros resultados muestran que la galactana protege a las células de levadura de la muerte celular apoptótica inducida por H2O2.

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Galactan reduce la condensación de cromatina. En este estudio, realizamos la tinción AO/EB de las células de levadura pretratadas con galactano. Las células pep4∆ y fs1∆ con H2O2 solo aparecieron en su mayoría de color amarillo anaranjado en comparación con WT, y se observó una reducción notable en el número de células de color amarillo anaranjado en las células pretratadas con galactano y luego expuestas a H2O2. Esto muestra que el número de células apoptóticas se redujo significativamente en la reducción de pep4∆ y la condensación de cromatina. La tinción AO/EB es un método utilizado para detectar la apoptosis en células de levadura y de mamífero. El naranja de acridina es un colorante permeable a las células que tiñe fácilmente los ácidos nucleicos tanto en células viables como no viables, mientras que el bromuro de etidio es un colorante intercalante del ADN que entra solo cuando las células están desintegradas, apoptóticas o muertas. Esta selectividad de la tinción AO/EB permite la detección de células en tres fases diferentes, es decir, células viables con color verde uniforme tanto en el núcleo como en el citoplasma, células apoptóticas tempranas con núcleo de color verde brillante debido a la condensación de cromatina que se destaca en el citoplasma y células apoptóticas tempranas con núcleo de color verde brillante debido a la condensación de cromatina que se destaca en el citoplasma y células apoptóticas que muestran un color amarillo a naranja/rojo brillante debido a la entrada de bromuro de etidio en las células50,51.

Galactan reduce la fragmentación nuclear.

Los mutantes deficientes antiapoptóticos y WT de levadura (pep4∆ y fs1∆) pretratados con o sin galactano se expusieron a H2O2 y se sometieron a tinción con DAPI. Las células mutantes deficientes en antiapoptóticos de levadura pretratadas con galactano mostraron una menor fragmentación nuclear y una baja intensidad de DAPI, mientras que aquellas sin pretratamiento con galactano mostraron una fluorescencia significativamente mayor y una mayor fragmentación nuclear (Fig. 5D)52. Esto indica que la galactana puede aliviar eficazmente la fragmentación nuclear inducida por el estrés oxidativo que conduce a la desintegración celular. Previamente, se demostró en ratones transgénicos que Bifidobacterium breve reduce las características apoptóticas como el desprendimiento de células en las células epiteliales intestinales que está mediado por el EPS presente en la superficie del término Bifdobac. El informe muestra una reducción significativa dependiente de la dosis en el desprendimiento de células y los niveles de expresión de los marcadores apoptóticos. Bifidobacterium EPS protegió a las células de la muerte celular apoptótica mediante la modulación de las vías de señalización apoptótica intrínseca y extrínseca 82. Nuestros resultados, de acuerdo con los resultados anteriores, indican que el galactano EPS protege a los mutantes pep4∆ y fs1∆ deficientes en el gen antiapoptótico de la levadura. del estrés apoptótico inducido por H2O2.

Galactan extiende CLS de S. cerevisiae.

Para evaluar la actividad antienvejecimiento de la galactana, realizamos un ensayo CLS con WT y mutantes de levadura (sod2∆, tsa1∆ y ctt1∆) con tratamiento con galactana. SOD2 es una SOD de manganeso, localizada en la matriz mitocondrial. La deleción de SOD2 hace que las células sean altamente sensibles al estrés oxidativo y a una alta tasa de mutación porque el mtDNA es más accesible a las ROS generadas en las mitocondrias83 y es uno de los genes asociados con la vida cronológica de la levadura. TSA1 es una tiorredoxina peroxidasa (antioxidante específico de tiol) que está asociada tanto al citoplasma como al ribosoma. TSA1 está involucrado en conferir la resistencia de la célula contra el estrés oxidativo inducido por el peróxido de hidrógeno y se sabe que la falta de TSA1 afecta la vida útil de las células de levadura. Otro mutante antioxidante ctt1∆ utilizado en el experimento CLS carece de CTT1, la catalasa citosólica involucrada en la desintoxicación del peróxido de hidrógeno.

La figura 6 muestra el efecto del galactano sobre el CLS de las cepas mutantes de levadura que carecen de genes antioxidantes. Mientras que las células WT tratadas con galactano EPS mostraron un aumento de viabilidad del ~10 %, sod2∆, tsa1∆ y ctt1∆ mostraron un aumento de viabilidad del 15 al 20 % (Fig. 6). Las ROS mitocondriales conducen a la senescencia y al daño del ADN nuclear, y SOD2 participa en la eliminación de la acumulación de ROS en las mitocondrias. TSA1 y CTT1 participan en la desintoxicación del peróxido acumulado en el citoplasma, que es significativamente mayor en las células que envejecen. Los resultados de nuestro ensayo CLS indican que el EPS elimina la acumulación de ROS mitocondrial y citoplásmica, previene la senescencia o las características similares a la muerte celular y extiende el CLS en las células de levadura que carecen de SOD2, TSA1 y CTT154.

El estrés oxidativo celular está estrechamente asociado con el proceso de envejecimiento e influye en gran medida en la aparición de varias enfermedades humanas asociadas con la edad, comoDiabetes, enfermedad cardiovasculars,trastornos neurodegenerativosy cánceres. El estrés oxidativo y la inflamación son dos eventos interrelacionados que juegan un papel importante en la patología de muchas enfermedades crónicas. Informes recientes sugieren un vínculo estrecho entre el efecto de la microbiota intestinal en estos trastornos relacionados con la edad. El microbioma intestinal protege el revestimiento epitelial intestinal del daño celular inducido por las vías inflamatorias inducidas por el estrés oxidativo. La microbiota intestinal compleja interactúa con las ROS y el sistema de defensa antioxidante, lo que ayuda a eliminar los radicales libres y prevenir la inflamación. y también puede regular el estado oxidativo del sistema nervioso central a través de la producción de neurotransmisores como GABA, dopamina y serotonina. El microbioma también tiene actividad inmunomoduladora, previene la colonización extensa de microbios patógenos y brinda inmunidad contra muchas infecciones microbianas83. Muchos polisacáridos microbianos se han probado en diferentes modelos y se ha informado que tienen un alto potencial antioxidante, actividad antiinflamatoria y funciones de protección celular que se evidencian mediante la modulación de los respectivos niveles de biomarcadores mediados por estos exopolisacáridos82,84. Se ha descubierto que estas moléculas tienen un efecto neuroprotector al prevenir las placas amiloides y la muerte neuronal en modelos experimentales de la enfermedad de Alzheimer. Además, se ha demostrado que algunos de ellos mejoran la actividad de SOD, reducen los niveles de marcadores neurotóxicos e inhiben la muerte de neuronas dopaminérgicas en modelos experimentales de la enfermedad de Parkinson.

Elproceso de envejecimientose caracteriza por una oxidación celular elevada que conduce a una mayor acumulación de daño en el ADN, una tasa de mutación elevada y una disminución de la viabilidad celular. Se ha demostrado previamente que ROS induce la muerte celular apoptótica en células de levadura que envejecen cronológicamente y la suplementación de células con los compuestos naturales puede aumentar la longevidad de las células envejecidas47,85. Nuestros resultados sobre el efecto antienvejecimiento ejercido por el galactano EPS de W. confusa, sobre la levadura sod2∆, tsa1∆ y ctt1∆ muestran que el galactano EPS protege a las células de levadura de las ROS inducidas por el envejecimiento y la apoptosis, y aumenta su viabilidad. Los homólogos humanos de estos genes están implicados en la protección contra los cánceres y los trastornos neurodegenerativos relacionados con la edad. Nuestros resultados sugieren que la suplementación con galactán EPS puede rescatar a las células que carecen de estos genes de defensa antioxidante de la muerte celular relacionada con la edad y reducir el riesgo de desarrollar enfermedades relacionadas con la edad.

Conclusión

Estrés oxidativoes la causa de muchos procesos desfavorables dentro de las células que conducen a diversas enfermedades y trastornos. Galactan de W. confusa KR780676 Weissella confusa KR780676 exhibido pronunciadopropiedades antioxidantestanto en estudios in vitro como in vivo. Este estudio mostró claramente que la galactana protegía a los mutantes antioxidantes de la levadura contra el estrés oxidativo extracelular. Galactan también protegió a las células mutantes deficientes en antiapoptóticos del estrés apoptótico mediado por oxidación, como lo demuestra la disminución de la fragmentación nuclear. Galactan disminuyó los niveles de ROS extendiendo su esperanza de vida y protegiendo a las células del estrés oxidativo. En general, los resultados prueban que la galactana tiene la capacidad de aliviar el estrés oxidativo en el medio eliminando los radicales libres. Sería interesante probar el potencial antioxidante y antienvejecimiento de la galactana en modelos de células eucariotas superiores, como líneas celulares de mamíferos y modelos animales. A la galactana se le atribuye una fuerte actividad prebiótica y la actividad antioxidante puede desempeñar un papel importante en la reducción del estrés oxidativo en el intestino, además de mantener la homeostasis intestinal. Con varias propiedades tecnológicas acreditadas a la galactana, como fuertes propiedades emulsionantes, encontraría una inmensa aplicación en la industria alimentaria y farmacéutica como ingrediente funcional natural.

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