Un nuevo método mide el poder antioxidante de las vesículas celulares

Un equipo de investigadores españoles ha desarrollado un nuevo método de laboratorio que permite medir con mayor precisión la actividad antioxidante de las vesículas extracelulares, unas diminutas partículas que producen las células y que participan en la comunicación entre distintos tejidos del organismo. El avance aborda uno de los problemas que dificultaban su estudio: distinguir sus verdaderas propiedades de los efectos provocados por las impurezas presentes en las muestras.

La investigación, liderada por IMDEA Nutrición y la Universidad Internacional de Valencia (VIU), se ha publicado en la revista científica Journal of Extracellular Vesicles. Sus resultados demuestran que algunos procedimientos utilizados hasta ahora pueden sobreestimar la capacidad antioxidante de estas partículas, lo que obliga a interpretar con cautela determinadas mediciones de laboratorio.

El nuevo sistema permite analizar por separado la actividad antioxidante relacionada con la superficie de las vesículas y la de las moléculas que transportan en su interior. También se ha probado con muestras de plasma humano, plantas y bacterias, ampliando las posibilidades de estudiar estas estructuras en diferentes organismos.

El trabajo incorpora, además, una investigación sobre el hidroxitirosol, un compuesto presente en el aceite de oliva, para explorar cómo pueden variar las propiedades antioxidantes de las vesículas tras una intervención nutricional. No se trata de demostrar que un alimento prevenga enfermedades, sino de disponer de herramientas más fiables para investigar cómo se relacionan la alimentación y determinados procesos celulares.

Qué son las vesículas extracelulares y por qué interesan a la ciencia

Las vesículas extracelulares son pequeñas estructuras rodeadas por una membrana que las células liberan de manera natural. Transportan proteínas, lípidos y otras moléculas, y pueden intervenir en la comunicación entre células y en distintos procesos fisiológicos.

Su tamaño es extremadamente reducido, habitualmente dentro de la escala nanométrica. Por eso, estudiarlas requiere procedimientos capaces de aislarlas de otros componentes biológicos y analizar sus características sin alterar los resultados.

En los últimos años, estas partículas han despertado un interés creciente en la investigación biomédica. Su contenido puede aportar información sobre el estado de las células que las producen y sobre determinados cambios que ocurren en el organismo.

Una de las propiedades investigadas es su posible actividad antioxidante, relacionada con su capacidad para participar en reacciones químicas que neutralizan determinadas especies oxidantes.

Estas sustancias oxidantes no son necesariamente perjudiciales: también intervienen en funciones normales del organismo. El problema aparece cuando se produce un desequilibrio que favorece el llamado estrés oxidativo, asociado con alteraciones celulares y distintos procesos patológicos.

Comprender si las vesículas intervienen en estos mecanismos, y de qué manera lo hacen, exige primero determinar qué parte de la actividad antioxidante medida procede realmente de ellas.

El problema de las impurezas que alteraban las mediciones

Uno de los resultados más importantes del estudio es la identificación de una limitación en los análisis utilizados habitualmente para evaluar estas nanopartículas biológicas.

Durante el aislamiento de las vesículas pueden permanecer en las muestras otras sustancias con propiedades antioxidantes. Si no se eliminan o controlan correctamente, esas impurezas influyen en el resultado de los ensayos.

Esto significa que una muestra puede presentar una elevada actividad antioxidante sin que toda esa actividad corresponda necesariamente a las vesículas investigadas. El riesgo es sobreestimar sus propiedades y extraer conclusiones que los datos no justifican.

Alberto Dávalos, responsable del Laboratorio de Epigenética del Metabolismo Lipídico de IMDEA Nutrición, destaca la importancia de la purificación para evitar que las sustancias contaminantes distorsionen las conclusiones.

La dificultad no es menor. Cuando los laboratorios emplean procedimientos diferentes para preparar las muestras o expresar los resultados, comparar investigaciones puede resultar complicado.

El nuevo trabajo busca precisamente reducir esas diferencias mediante protocolos estandarizados, controles específicos y criterios de normalización que permiten obtener mediciones más reproducibles.

Dos técnicas permiten analizar mejor la capacidad antioxidante

Los investigadores han optimizado dos métodos de laboratorio ampliamente utilizados para estudiar la actividad antioxidante: ABTS y ORAC.

Aunque ambos sirven para evaluar reacciones relacionadas con la neutralización de especies oxidantes, utilizan principios químicos diferentes. Esa diferencia resulta útil porque permite examinar una misma muestra desde perspectivas complementarias.

El ensayo ABTS analiza la capacidad de una muestra para reaccionar con un radical químico determinado. ORAC, por su parte, evalúa su capacidad para proteger una molécula indicadora frente a procesos de oxidación en condiciones experimentales controladas.

La combinación de ambas técnicas proporciona una caracterización más completa de la actividad antioxidante, sin depender exclusivamente de un único resultado. Los nuevos protocolos también incorporan ajustes destinados a reducir las interferencias y mejorar la fiabilidad de las mediciones.

La diferencia entre la membrana y el contenido de las vesículas

Otra mejora importante consiste en identificar dónde se localiza la actividad antioxidante detectada.

Las vesículas están rodeadas por una membrana y contienen diferentes moléculas en su interior. Distinguir ambas partes ayuda a comprender mejor sus propiedades.

Los investigadores han incorporado un procedimiento compatible con el ensayo ABTS que permite diferenciar la actividad asociada a la membrana de la relacionada con su contenido interno.

Esta distinción puede resultar especialmente relevante en futuras investigaciones sobre los mecanismos mediante los cuales las vesículas participan en determinados procesos biológicos.

El estudio también analiza el hidroxitirosol del aceite de oliva

La investigación incluye una aproximación experimental a la relación entre alimentación y actividad antioxidante de las vesículas extracelulares.

Para ello, el equipo estudió el hidroxitirosol, un compuesto fenólico presente en las aceitunas y asociado al aceite de oliva, conocido por su actividad antioxidante en diferentes condiciones experimentales.

Los científicos analizaron muestras de voluntarios sanos antes y después de una intervención nutricional durante la que recibieron suplementos diarios de hidroxitirosol durante una semana.

El objetivo era explorar cómo podía variar la actividad antioxidante de las vesículas presentes en la sangre después de la intervención.

Los resultados pusieron de manifiesto que la actividad detectada depende del método de análisis utilizado. Este dato refuerza la necesidad de combinar técnicas y controlar cuidadosamente las condiciones de los experimentos.

Conviene distinguir entre una observación de laboratorio y una conclusión nutricional. El trabajo no demuestra que tomar suplementos de hidroxitirosol mejore la salud, prevenga enfermedades o aumente necesariamente la protección antioxidante del organismo.

Su aportación consiste en mejorar los procedimientos que permitirán estudiar estas posibles relaciones con mayor rigor científico.

Las vesículas bacterianas también presentan actividad antioxidante

El equipo científico ha validado los nuevos protocolos utilizando partículas de distintas procedencias biológicas, incluidas muestras vegetales, plasma humano y bacterias.

Uno de los hallazgos destacados es la detección de actividad antioxidante medible en vesículas de origen bacteriano, un resultado que los investigadores presentan como una primera demostración de esta propiedad mediante sus procedimientos experimentales.

El descubrimiento amplía el campo de estudio más allá de las vesículas producidas por células humanas.

Las bacterias también liberan pequeñas estructuras rodeadas por membranas que pueden transportar componentes biológicos y participar en interacciones con otras células o con su entorno.

Determinar su actividad antioxidante podría ayudar a investigar algunas de esas funciones, aunque todavía sería necesario establecer qué relevancia tienen los resultados obtenidos en el laboratorio dentro de organismos vivos.

En el trabajo también han participado investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad de Castilla-La Mancha y otras instituciones científicas.

Una herramienta para investigar la relación entre nutrición y salud

El interés de este avance no reside en haber descubierto un nuevo antioxidante ni en demostrar un tratamiento médico. Su importancia está en mejorar la capacidad de los laboratorios para determinar qué propiedades tienen realmente unas partículas biológicas cuyo funcionamiento todavía se investiga.

Disponer de mediciones más precisas permitirá comparar resultados entre equipos científicos y estudiar con mayor fiabilidad cómo cambian las vesículas extracelulares ante distintas condiciones fisiológicas o intervenciones nutricionales.

También facilitará la identificación de los componentes responsables de su actividad antioxidante y la investigación de sus posibles funciones en diferentes organismos.

Quedan cuestiones importantes por resolver. Una actividad antioxidante detectada mediante ensayos químicos no significa automáticamente que exista un efecto protector en las células de un paciente ni, mucho menos, un beneficio clínico demostrado.

La investigación española aporta una herramienta para avanzar en ese conocimiento. Y en un campo donde las propiedades de las nanopartículas biológicas pueden confundirse con las de otras sustancias presentes en las muestras, medir correctamente es un requisito imprescindible antes de atribuirles beneficios para la salud.