Un nuevo gel descompone el alcohol en el cuerpo antes de que llegue a la sangre
Un gel a base de proteínas de suero de leche, hierro y nanopartículas de oro descompone el alcohol en el tracto gastrointestinal sin dañar al organismo. En el futuro, el gel podría ayudar a prevenir y reducir los efectos nocivos de las intoxicaciones etílicas.
Por Christoph Elhardt
Investigadores de la ETH Zurich han desarrollado un gel elaborado a partir de fibrillas de proteína de suero que utiliza átomos de hierro individuales para convertir el alcohol en el intestino en ácido acético inofensivo, antes de que ingrese al torrente sanguíneo. Imagen generada con DALL-E
La mayor parte del alcohol que ingerimos pasa al torrente sanguíneo a través de la capa de mucosa que tapiza el estómago y los intestinos. Hoy en día, las consecuencias de esto son indiscutibles: incluso pequeñas cantidades de alcohol afectan a la capacidad de las personas para concentrarse y reaccionar, lo que aumenta el riesgo de accidentes.
Beber grandes cantidades de alcohol de manera regular es perjudicial para la salud: las consecuencias más comunes de este hábito insano incluyen enfermedades hepáticas, inflamación del tracto gastrointestinal y cáncer. Según la Organización Mundial de la Salud, alrededor de 3 millones de personas mueren cada año debido al consumo excesivo de alcohol.
Investigadores de la ETH Zurich, en Suiza, han desarrollado un gel de proteínas que descompone el alcohol en el tracto gastrointestinal. En un estudio publicado recientemente en la revista Nature Nanotechnology, demuestran que el gel convierte el alcohol de manera rápida, eficiente y directa en ácido acético inofensivo antes de que entre en el torrente sanguíneo, donde normalmente desarrollaría sus efectos intoxicantes y dañinos. El trabajo se ha realizado con ratones.
Reducción de los daños para la salud causados por el alcohol.
“El gel desplaza la descomposición del alcohol del hígado al tubo digestivo. A diferencia de lo que ocurre cuando el alcohol se metaboliza en el hígado, no se produce acetaldehído como producto intermedio—explica el profesor Raffaele Mezzenga, del Laboratorio de Alimentos y Materiales Blandos de la ETH Zurich. Y añade—: El acetaldehído es tóxico y responsable de muchos problemas de salud causados por el consumo excesivo de alcohol.
En el futuro, el gel podría tomarse por vía oral antes o durante el consumo de alcohol, para de este modo evitar que los niveles de alcohol en sangre aumenten y el acetaldehído dañe el organismo. A diferencia de muchos productos disponibles en el mercado, el gel no solo combate los síntomas del consumo nocivo de alcohol, sino también sus causas.
Sin embargo, el gel solo es eficaz mientras haya alcohol en el tracto gastrointestinal. Esto significa que puede ayudar muy poco en caso de intoxicación etílica, una vez que el alcohol ha pasado al torrente sanguíneo. Tampoco ayuda a reducir el consumo de alcohol en general.
“Es más sano no beber nada de alcohol. Sin embargo, el gel podría ser de especial interés para las personas que no quieren dejar el alcohol por completo, pero no desean sobrecargar su organismo y no buscan activamente los efectos del alcohol", afirma Mezzenga.
Degradación del alcohol en el organismo con y sin el nuevo gel. Cortesía: ETH Zurich
Ingredientes principales: suero de leche, hierro y oro
Los investigadores utilizaron proteínas comunes en el suero de leche o lactosuero para producir el gel. Las hirvieron durante varias horas para formar fibrillas largas y finas. Al añadir sal y agua como disolvente, las fibrillas se entrecruzan y forman un gel. La ventaja de un gel frente a otros sistemas de administración es que se digiere muy lentamente. Pero para descomponer el alcohol, el gel necesita varios catalizadores.
Los investigadores utilizaron átomos individuales de hierro como catalizador principal, que distribuyeron uniformemente por la superficie de las largas fibrillas proteicas. “Sumergimos las fibrillas en un baño de hierro, por así decirlo, para que pudieran reaccionar eficazmente con el alcohol y convertirlo en ácido acético»”, explica Jiaqi Su, investigador de la ETH Zurich y primer autor del estudio.
Para desencadenar esta reacción en el intestino, se necesitan pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno, esto es, agua oxigenada. Estas se generan mediante una reacción previa entre la glucosa y las nanopartículas de oro. Se eligió el oro como catalizador del peróxido de hidrógeno porque el metal precioso no se digiere y, por tanto, permanece eficaz durante más tiempo en el tubo digestivo.
Una cascada de reacciones enzimáticas que convierte el alcohol en ácido acético.
Los investigadores introdujeron todas materias primas—hierro, glucosa y oro— en el gel. Esto dio lugar a una cascada de reacciones enzimáticas en varias etapas que, en última instancia, convierte el alcohol en ácido acético.
Los investigadores probaron la efectividad del nuevo gel en ratones que recibieron alcohol una sola vez, así como en ratones que recibieron alcohol regularmente durante diez días. Treinta minutos después de la dosis única de alcohol, la aplicación profiláctica del gel redujo el nivel de alcohol en los ratones en un 40%.
El gel no tiene efecto cuando el alcohol ya ha alcanzado el torrente sanguíneo. Imagen generada con DALL-E
Cinco horas después de la ingesta de alcohol, su nivel de alcohol en sangre había disminuido hasta en un 56% en comparación con el grupo de control. El acetaldehído nocivo se acumuló menos en estos ratones, y mostraron reacciones de estrés significativamente reducidas en sus hígados, lo que se reflejó en mejores valores sanguíneos.
En los ratones que recibieron alcohol durante diez días, los investigadores pudieron demostrar no solo un nivel de alcohol más bajo, sino también un efecto terapéutico duradero del gel: los ratones que recibieron el gel diariamente además de alcohol mostraron una pérdida de peso significativamente menor, menos daño hepático y, por lo tanto, un mejor metabolismo de las grasas en el hígado, así como mejores valores sanguíneos. Otros órganos de los ratones, como el bazo o el intestino, así como sus tejidos, también mostraron mucho menos daño causado por el alcohol.
Patente pendiente.
En un estudio anterior sobre la administración de hierro a través de fibrillas de proteína de suero, los científicos de Suíza habían descubierto que el hierro reacciona con el alcohol para formar ácido acético. Como este proceso era entonces demasiado lento e ineficaz, cambiaron la forma de unir el hierro a las fibrillas de proteína.
“En lugar de utilizar nanopartículas más grandes, optamos por átomos individuales de hierro, que pueden distribuirse más uniformemente en la superficie de las fibrillas y, por tanto, reaccionar más eficaz y rápidamente con el alcohol”, explica Mezzenga.
Los investigadores ya han solicitado la patente del gel. Aunque aún son necesarias varias pruebas clínicas antes de autorizar su uso en humanos, los científicos confían en que este paso también tenga éxito, pues ya han demostrado que las fibrillas de proteína de suero que componen el gel son comestibles.
Información facilitada por la ETH Zurich -Adaptación: Enrique Coperías / Rexmolón Producciones
Fuente: Su J., Wang P., Zhou W., Peydayesh M., Zhou J., Jin T., Donat F., Jin C., Xia .L, Wang K., Ren F., Van der Meeren P., García de Arquer P. and Mezzenga R. Single-site iron-anchored amyloid hydrogels as catalytic platforms 1 for alcohol detoxification. Nature Nanotechnology (2024). DOI: external page10.1038/s41565-024-01657-7call_made
