Cómo mejorar la eficacia de los suplementos nutricionales: avances en microencapsulación y estudios preclínicos

Miguel Alborch/ AINIA España

14-sep-2022

Fuente: AINIA

Una de cada cuatro personas en todo el mundo toma algún suplemento dietético a diario o casi a diario. En concreto, el 61% lo hacen para mejorar calidad de vida en aspectos relacionados con su salud y bienestar generales. Sin duda es un sector en auge que la industria tiene en cuenta. Para conocer las novedades, tendencias y regulaciones dentro del sector de productos dietéticos, complementos alimenticios y nutracéuticos, los días 5 y 6 de octubre se celebra en IFEMA (Madrid) el evento NUTRAFORUM. Desde AINIA participaremos. Te lo contamos. Los suplementos nutricionales, son productos destinados a complementar la alimentación o la dieta, buscando aportar algunos nutrientes que no se estén consumiendo en cantidades suficientes. Su consumo puede estar relacionado con objetivos tan variados como incrementar nuestra inmunidad frente a enfermedades, mejorar el rendimiento deportivo, combatir el envejecimiento, beneficios estéticos (nutricosmética) o de pérdida de peso entre otros.

Tendencia: Emplear productos obtenidos mediante procesos biotecnológicos naturales

Actualmente, existe la tendencia de emplear productos obtenidos mediante procesos biotecnológicos naturales, ya sean fermentativos o enzimáticos, y pueden contener microorganismos probióticos o sus metabolitos, vitaminas, enzimas, minerales, ácidos grasos y/o aminoácidos. Por lo general, se trata de compuestos sensibles y es necesario que sean estables frente a factores de degradación externos, así como, que puedan desarrollar su efecto biológico donde se necesita, es decir que sean bioaccesibles, biodisponibles y funcionales. Por este motivo, cada vez más, los compuestos y moléculas bioactivas con propiedades funcionales se presentan en formato microencapsulado para facilitar su aplicación a diferentes tipos de producto final. Gracias a estas microcápsulas, muchos compuestos bioactivos ahora se ofrecen con una mayor eficacia, liberación controlada y dirigida, aspecto y sabor mejorados, o protegidos respecto a condiciones agresivas de oxidación o de procesamiento, lo que podemos denominar "compuestos o activos 2.0".

Tecnologías de microencapsulación: técnicas biotecnológicas de generación de cápsulas dirigidas

Concretamente, desde AINIA hemos adaptado nuestras tecnologías de microencapsulación a estos nuevos requerimientos, incluyendo en esta ocasión técnicas biotecnológicas de generación de cápsulas dirigidas como las vesículas extracelulares, técnicas de formación de cápsulas monomodales, nuevos materiales de recubrimiento naturales, o técnicas menos agresivas de encapsulación. El uso tecnologías de microencapsulación y nuevos materiales de recubrimiento para la liberación controlada y dirigida de compuestos bioactivos está ganando mucha atención en los últimos años ya que pueden aumentar significativamente su biodisponibilidad, seguridad y biocompatibilidad. Estas partículas se obtienen a través de diferentes procesos de encapsulación, que dan lugar a microcápsulas, donde los compuestos de interés están encapsulados dentro de una cavidad polimérica, o microesferas. Algunas de las propiedades que presentan estas partículas poliméricas como son su tamaño de partícula, la distribución de carga en la superficie o la hidrofobicidad tienen una elevada influencia para alcanzar el órgano diana al que van dirigidas. El mecanismo de liberación puede ser modulado en función del peso molecular de la microcápsula, siendo más lenta la liberación conforme mayor es el peso molecular. De ahí que la elección del material de encapsulación sea un punto crítico a la hora de diseñar un sistema de liberación controlada del compuesto bioactivo, puesto que determinados biopolímeros presentan una especial afinidad por puntos concretos de liberación en el organismo.

Estudios preclínicos: Sistema integrado basado en la reproducción del tracto gastrointestinal y el órgano/tejido diana con modelos celulares

En cuanto a estudios preclínicos se ha focalizado la relevancia de los estudios realizados en un sistema integrado basado en la reproducción del tracto gastrointestinal y el órgano/tejido diana con modelos celulares, teniendo en cuenta el uso de modelos avanzados como los digestores dinámicos in vitro, y tecnología tisular de vanguardia como la bioimpresión 3D.

La biodisponibilidad y efecto, aspectos clave para evaluar la eficacia de un suplemento nutricional

Para evaluar la eficacia de un suplemento nutricional, hay dos aspectos clave: la biodisponibilidad y el efecto sobre la diana biológica. La absorción de un suplemento nutricional depende de la liberación, disolución o solubilización de los compuestos bioactivos y su permeabilidad a lo largo de tracto gastrointestinal. La evaluación de la eficacia requiere de modelos precisos que mimeticen los procesos celulares. Como hemos avanzado, existen diferentes sistemas in vitro, como los modelos in vitro del proceso gastrointestinal que simulan las condiciones fisiológicas humanas; o las tecnologías vanguardistas como empleo de sistemas celulares biomiméticos de órganos vivos que reflejen con mayor precisión las características estructurales y funcionales del tejido humano in vitro. En este sentido, el diseño de formulaciones de complementos nutricionales necesita tener en cuenta que los compuestos bioactivos deben disolverse en el tracto gastrointestinal para ser absorbidos a través de la pared intestinal, pasar al torrente sanguíneo y posteriormente desempeñar su efecto biológico. Por lo tanto, existe una relación directa entre la solubilidad, la biodisponibilidad y la funcionalidad final. Los modelos dinámicos, son sistemas multicompartimentales computarizados más complejos que los modelos estáticos y que se asemejan más a los procesos in vivo ya que mimetizan las principales funciones mecánicas, químicas y enzimáticas del tracto gastrointestinal. Son capaces de proporcionar datos más fiables y reproducibles que son consistentes con los datos in vivo.

Modelo dinámico multicompartimental avanzado que reproduce un estómago humano

Desde AINIA hemos desarrollado un modelo dinámico multicompartimental avanzado controlado por ordenador y que cuenta con un estómago basado en la morfología, anatomía y funcionamiento del estómago humano, en el que además se incluyen tres segmentos que reproducen cada una de las partes del intestino delgado (duodeno, yeyuno e íleon). Este sistema permite conocer con precisión la solubilidad de los compuestos o principios activos de los fármacos y alimentos durante el proceso completo de digestión gastrointestinal. Su principal ventaja es que permite conocer la cantidad de principio activo que es absorbido por el organismo, así como la zona del sistema digestivo donde se produce su máxima absorción.

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