Roma – In tutto il mondo, la maggioranza dei bambini – circa il 75% – beve latte artificiale nei primi sei mesi di vita, come unica fonte di nutrimento o come supplemento all’allattamento al seno. Ma sebbene il latte artificiale fornisca cibo essenziale per la crescita dei bambini, attualmente non replica l’intero profilo nutrizionale del latte materno.
Ciò è in parte dovuto al fatto che il latte materno umano contiene una miscela unica di circa 200 molecole di zucchero prebiotico che aiutano a prevenire le malattie e supportano la crescita di batteri intestinali sani. Tuttavia, la maggior parte di questi zuccheri rimane difficile, se non impossibile, da produrre.
Una nuova ricerca condotta da scienziati dell’Università della California, Berkeley, e dell’Università della California, Davis, mostra come le piante geneticamente modificate possano aiutare a colmare questa lacuna.
In un nuovo studio pubblicato oggi sulla rivista Nature Food , il team di studio ha riprogrammato i macchinari per la produzione dello zucchero delle piante per produrre una vasta gamma di questi zuccheri del latte umano, chiamati anche oligosaccaridi del latte umano. I risultati potrebbero portare a formule più sane e più convenienti per i neonati, o a latte vegetale vegetale più nutriente per gli adulti.
In un nuovo studio, gli scienziati hanno riprogrammato le piante di Nicotiana benthamiana per produrre una vasta gamma di zuccheri benefici che si trovano nel latte materno, chiamati oligosaccaridi del latte umano.
CREDITO
Collin Barnum
“Le piante sono organismi fenomenali che prendono la luce solare e l’anidride carbonica dalla nostra atmosfera e li usano per produrre zuccheri. E non producono solo uno zucchero, ma producono un’intera varietà di zuccheri semplici e complessi”, ha affermato l’autore senior dello studio Patrick Shih, assistente professore di biologia vegetale e microbica e ricercatore presso l’Innovative Genomics Institute della UC Berkeley. “Abbiamo pensato, dal momento che le piante hanno già questo metabolismo dello zucchero, perché non provare a reindirizzarlo per produrre oligosaccaridi del latte umano?”
Tutti gli zuccheri complessi – compresi gli oligosaccaridi del latte umano – sono costituiti da elementi costitutivi di zuccheri semplici, chiamati monosaccaridi, che possono essere collegati insieme per formare una vasta gamma di catene e catene ramificate. Ciò che rende unici gli oligosaccaridi del latte umano è l’insieme specifico di legami, o regole, per collegare insieme gli zuccheri semplici che si trovano in queste molecole.
Per convincere le piante a produrre oligosaccaridi del latte umano, il primo autore dello studio, Collin Barnum, ha ingegnerizzato i geni responsabili degli enzimi che creano questi collegamenti specifici. Lavorando con Daniela Barile, David Mills e Carlito Lebrilla alla UC Davis, ha poi introdotto i geni nella pianta Nicotiana benthamiana , una parente stretta del tabacco.
Le piante geneticamente modificate hanno prodotto 11 oligosaccaridi conosciuti del latte umano, insieme a una varietà di altri zuccheri complessi con schemi di collegamento simili.
“Abbiamo prodotto tutti e tre i principali gruppi di oligosaccaridi del latte umano”, ha detto Shih. “Per quanto ne so, nessuno ha mai dimostrato che sia possibile creare tutti e tre questi gruppi contemporaneamente in un unico organismo . “
Barnum ha poi lavorato per creare una linea stabile di piante di N. benthamiana ottimizzate per produrre un singolo oligosaccaride del latte umano chiamato LNFP1.
“LNFP1 è un oligosaccaride del latte umano composto da cinque monosaccaridi che dovrebbe essere davvero benefico, ma finora non può essere prodotto su larga scala utilizzando metodi tradizionali di fermentazione microbica”, ha affermato Barnum, che ha completato il lavoro come studente laureato alla UC Davis . “Abbiamo pensato che se avessimo potuto iniziare a produrre questi oligosaccaridi del latte umano più grandi e complessi, avremmo potuto risolvere un problema che l’industria attualmente non è in grado di risolvere”.
Attualmente, una piccola manciata di oligosaccaridi del latte umano può essere prodotta utilizzando batteri E. coli ingegnerizzati. Tuttavia, isolare le molecole benefiche da altri sottoprodotti tossici è un processo costoso e solo un numero limitato di alimenti per bambini include questi zuccheri nelle loro miscele.
Nell’ambito dello studio, Shih e Barnum hanno lavorato con il collaboratore Minliang Yang della North Carolina State University per stimare il costo della produzione di oligosaccaridi del latte umano dalle piante su scala industriale e hanno scoperto che sarebbe probabilmente più economico rispetto all’utilizzo di piattaforme microbiche.
“ Immaginate di poter produrre tutti gli oligosaccaridi del latte umano in un unico impianto. Quindi potresti semplicemente macinare quella pianta, estrarre tutti gli oligosaccaridi simultaneamente e aggiungerli direttamente nel latte artificiale”, ha detto Shih. “Ci sarebbero molte sfide nell’implementazione e nella commercializzazione, ma questo è il grande obiettivo verso cui stiamo cercando di raggiungere.”(30Science.com)
