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La empresa biotecnológica de Nueva York Linguagen Corp. ha conseguido bloquear el gusto de las sustancias amargas con compuestos
naturales. La empresa, fundada por
Robert F. Margolskee (investigador asociado en el Instituto Médico
Howard Hughes y professor de fisiología, biofísica y farmacología la
Factultad de Medicina de Mount Sinai), recibió
el pasado mes de febrero la aprobación formal de la oficina de
patentes de Estados Unidos de su patente sobre compuestos que inhiben la
respuesta al gusto amargo. Es la primera vez que una estrategia basada en
técnicas de biología molecular permite disminuir la percepción de lo amargo
causada por moléculas que estimulan este gusto, lo cual constituye un paso
significativo hacia la producción de compuestos que contribuirán a que
las compañías farmacéuticas puedan mejorar el sabor de sus medicamentos y a que
los elaboradores de productos alimenticios reduzcan las cantidades de azúcar,
sal y grasas que necesitan añadir a la mayoría de sus procesos.
Trpm5
Investigadores de la Facultad de Medicina de Mount
Sinai anunciaron en noviembre del 2002 la identificación de Trpm5, una proteína
presente en las células gustativas y el intestino, que juega un papel
determinante en el envío al cerebro de mensajes gustativos generados por
compuestos amargos. Sus resultados,
publicados en Nature Neuroscience,
hicieron finalmente realidad
las expectativas de la industria de encontrar un modo de eliminar el gusto
amargo que en ocasiones acompaña medicamentos y alimentos. Antes de publicar
estos resultados, el fundador de Linguagen, R. Margolskee, afirmaba en octubre
que estaban probando compuestos que bloquearían el gusto amargo presente en una
larga lista de medicamentos, alimentos y bebidas. La respuesta a estas
necesidades vino de la mano de descubrimientos como la citada identificación de Trpm5,
el canal receptor de potencial transitorio que se expresa en células gustativas
y que responde al gusto amargo convirtiendo la información gustativa en señales
que son transmitidas a las neuronas gustativas y enviadas al centro de
detección de dicho gusto en el cerebro. Percepnet revisó este trabajo el
pasado mes de diciembre:
«[...] Para identificar
otros posibles candidatos a elementos de transducción de la señal gustativa,
autores del Instituto de Medicina Howard Hughes, en colaboración con grupos de
la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York, del Centro Monell de
las Ciencias Sensoriales, de la empresa Cellular Genomics Inc., y de la
Universidad de Hebei en China, han utilizado técnicas de cribaje de cDNA con el
objetivo de determinar qué genes se expresaban de forma diferencial en las
células gustativas de ratones. Uno de los genes aislados fue trpm5, un
miembro de una familia de canales implicados en la entrada de calcio, de modo
que este gen se coexpresaba de forma selectiva en una cierta población de
células gustativas con moléculas especializadas en la señalización del gusto como
la alfa-gustducina. La conclusión a la que llegan Pérez et al. es que
Trpm5 actúa como canal de calcio, activado por el agotamiento de los depósitos
internos de este ión, aunque el mecanismo de activación se desconoce por el
momento. Los autores proponen que este elemento puede estar implicado en la
señalización desencadenada por el gusto amargo y, posiblemente, por otros
estímulos gustativos.»
Este descubrimiento ha resultado de gran
importancia por sus aplicaciones en el campo de las tecnologías del gusto,
debido a que la expresión selectiva de la proteína Trpm5 en las yemas
gustativas de la lengua habría de permitir a los científicos dirigir sus
esfuerzos hacia el bloqueo de la transducción de la señal, por medio de
compuestos que puedan ser mezclados con medicinas o alimentos sólidos y
líquidos y disminuir su gusto amargo.
Transducción de la señal gustativa
El mecanismo de transducción de señal permite a
las células gustativas detectar compuestos gustativos y almacenar la
información generada. El proceso implica la interacción de la sustancia sápida disuelta en la saliva con las células receptoras situadas en las yemas
gustativas de las papilas linguales. Hay distintos mecanismos por los que una
modalidad gustativa afecta a sus células receptoras. Los mecanismos de
señalización de las cuatro modalidades aceptadas (dulce, salado, amargo y
ácido) y de las dos que se están
debatiendo en la actualidad (graso y
umami) se conocen sólo parcialmente. Salado y ácido resultan de un influjo de
iones sodio, potasio o hidrógeno a través de canales que se encuentran en las
células receptoras. Por su parte, dulce, amargo y umami parece que requieren
receptores específicos. Las sustancias amargas suelen
activar uno o más receptores gustativos que catalizan la activación de una
proteína G, específica del sentido del gusto, llamada gustducina (las proteínas
G son péptidos heterotriméricos que amplifican las señales generadas en la
superficie celular por receptores activados por ligandos). Cuando la gustducina
se activa se disocia en sus subunidades alfa y beta-gamma. La subunidad alfa
disminuye los niveles del AMP cíclico, un hecho que puede causar la activación
de los canales iónicos, dando lugar a un cambio en el potencial de la célula
gustativa. Por otro lado, las subunidades beta y gamma parece que activan una
fosfolipasa que puede generar un segundo mensajero capaz de movilizar el calcio
que modulará el potencial de membrana de la célula gustativa. Esta cascada de
reacciones hace que la célula receptora envíe al cerebro información sobre el
estímulo amargo. No obstante, existen otros mecanismos para las sustancias
amargas que no implican la activación de la gustducina. Tales sustancias
atraviesan las membranas de las células gustativas y modulan directamente
enzimas responsables de la transducción de señal y canales iónicos. Por
consiguiente, un compuesto que bloquee la activación de los receptores GPCR
(receptores acoplados a proteína G o G protein-coupled receptors) o bien
las proteínas de señalización en pasos posteriores evitarán la percepción de lo
amargo.
Niveles de bloqueo del gusto amargo
Enmascarar el gusto o modificar los procesos de
elaboración del producto son los dos métodos que actualmente se aplican para mejorar
el gusto amargo de medicamentos o alimentos. El primero incluye generalmente la
adición de grandes cantidades de sodio o azúcar. Por su parte, los cambios
en el proceso de elaboración suelen comprender la microencapsulación y la
eliminación de contaminantes por intercambio iónico. Aunque estos métodos
pueden resultar adecuados en determinadas aplicaciones, presentan algunos
inconvenientes. La adición de sodio y azúcar puede favorecer la hipertensión y
la obesidad, dos de los principales factores de riesgo de enfermedades graves,
y la microencapsulación puede resultar poco adecuada para aquéllos que
únicamente pueden tomar alimentos y medicinas en presentaciones líquidas. La
nueva estrategia basada en la biología molecular contempla bloquear la transducción del gusto
amargo a varios niveles de la vía de transducción (véase figura): en la
interacción entre receptor y ligando, en la interacción entre receptor y proteína G, en la activación de la
proteína G, en la interacción entre la proteína G y el efector, en la
generación del segundo mensajero y, finalmente, a nivel de la activación de los
canales. Todos los compuestos que bloquean el gusto amargo son nucleótidos que se
pueden encontrar naturalmente en alimentos, lo cual significa que estos
compuestos no necesitarán una aprobación adicional si se añaden a alimentos o
fármacos en pequeñas cantidades.
Fuente: Linguagen
GPCR: Receptor acoplado a proteína G
Niveles de bloqueo: 1. Interacción receptor-ligando; 2. Interacción receptor-proteína G; 3. Activación de la proteína G; 4. Interacción proteína G-efector; 5. Generación del segundo mensajero; 6. Activación de los canales iónicos.
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