LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

ECOSISTEMA GASTROINTESTINAL HUMANO Y ANIMAL
El ecosistema gastrointestinal está constituido por el epitelio de las distintas regiones, la microbiota adherida al epitelio, la microbiota luminar y los nutrientes incorporados con la dieta. Nuestras investigaciones se basan en el concepto que la dieta y la composición de la microflora son los únicos factores susceptibles de manipulación externa para mantener el equilibrio del ecosistema. Para ello se pueden utilizar probióticos y/o prebióticos.
Un probiótico es un suplemento dietario que está constituido por una o más bacterias inocuas que ejercen una acción benéfica en diferentes funciones del ecosistema durante su permanencia en el mismo. Un prebiótico es un carbohidrato no degradado por las enzimas digestivas del huésped y que es metabolizado equilibradamente por los principales géneros bacterianos del intestino, asegurando la nutrición y persistencia de la microflora normal de manera controlada. Una correcta selección de prebióticos permite combinar propiedades fisicoquímicas individuales de diferentes fibras, regulando la viscosidad y capacidad de retención de agua del suplemento y con ello, el efecto de erosión y secreción del mucus.
Con el objeto de ampliar nuestros conocimientos sobre el efecto de probióticos y mezclas de fibras dietarias sobre la interacción microflora-huésped del intestino, estudiamos cómo afecta el consumo de estos suplementos a la cantidad y calidad de mucus producido en el intestino de animales de experimentación; su influencia sobre la composición del biofilm bacteriano en el mucus y composición y actividad de la microflora del lumen; la permeabilidad del epitelio; capacidad de absorción agua y minerales y translocación de bacterias de la flora normal y patógenos.

Esta área de investigación incluye diferentes temas que se agrupan como aplicaciones biotecnológicas y en salud:

Aplicaciones Biotecnológicas

• Alimentos Funcionales para la Industria Avícola: Acción sobre Salmonelosis
Objetivo: El proyecto se inició con el aislamiento y caracterización de la microflora normal de pollos parrilleros y gallinas ponedoras sanas, selección de bacterias con potencial efecto probiótico con capacidad de adhesión a epitelio y mucus, coagregación de patógenos y producción de sustancias antagónicas (bacteriocinas y productos de la fermentación intestinal). Entre otros objetivos, el proyecto plantea el diseño de un suplemento simbiótico que administrado a aves recién nacidas las proteja de agentes bacterianos infecciosos para mejorar la sanidad y por lo tanto la producción aviar. Incluye estudios in vitro e in vivo de fermentación de oligosacáridos derivados de la industria azucarera como principal fuente de carbono para bacterias lácticas probióticas. Se evalúa el efecto antagónico de las diferentes fórmulas diseñadas frente a bacterias del género Salmonella, serovariedades huésped y no huésped-específicas de aves. Recientemente, se ha comenzado a estudiar la habilidad de propionibacterias clásicas o lácteas para desarrollar en el intestino de pollos parrilleros e influir sobre la estructura y función de la barrera intestinal.
Financiamiento: BID-PID 314 (1991-1995); CIUNT D/126 (1998-2000); PIP 868 (2000-2003); PICT 09-09645 (2002-2005); STAN CONICET-PORFENC (2005-2006); PICT 2168 (2008-2011); Programa CIUNT D/429-1 (2008-2012)

• Fermentación Intestinal de Prebióticos y su efecto sobre el Metabolismo Mineral en Gallinas Ponedoras. Impacto sobre el Valor Nutricional del Huevo
Objetivo: Estudiar la influencia de la fermentación intestinal de carbohidratos no digeribles sobre la absorción iónica en el intestino de gallinas ponedoras y su impacto en la composición de nutrientes del huevo. Para tal fin se realizan estudios in vitro e in vivo sobre la fermentación de carbohidratos no digeribles obtenidos preferentemente de fuentes naturales; se evalúa el flujo transepitelial de diferentes iones utilizando homogenatos intestinales fermentados y tejido epitelial intestinal y se analiza el impacto del suplemento dietario sobre la composición nutricional del huevo.
Financiamiento: PICT N° 09-09645 (2002-2005); STAN CONICET-PORFENC (2005-2006); PICT 2168 (2008-2011); Programa CIUNT D/429 (2008-2012)

•  Bacterias Lácticas y Microorganismos Relacionados como Protectores de la Función Digestiva Intestinal. Su Impacto en la Nutrición de Aves de Criadero
Las dietas para aves contienen productos secundarios del metabolismo vegetal que actúan en las plantas como un mecanismo de defensa ante el ataque de hongos, bacterias, insectos y pájaros. Estos compuestos ejercen un efecto negativo en la nutrición animal ya que causan disminución de la ingestión de alimentos, alteraciones en la digestión, absorción y utilización de nutrientes. Entre estos Factores Antinutricionales (FAN), los de mayor interés son los factores inhibidores de enzimas que afectan principalmente a tripsina y quimotripsina, llevando a un deficiente aprovechamiento de la proteína dietaria; y lectinas cuyo principal blanco de acción son los enterocitos lo cual afecta a las enzimas digestivas del ribete en cepillo y conduce a una reducción de la función absorptiva y utilización de los nutrientes con sensibles efectos en la salud y ganancia de peso del animal.
En nuestro Laboratorio se estudia la capacidad de microorganismos de los géneros Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus y Propionibacterium para remover estos FAN dietarios de la luz intestinal con el objetivo de reforzar cultivos comerciales multicepa empleados en alimentación de aves, los cuales serán utilizados para proteger el epitelio intestinal de pollitos bebé.
Financiamiento: PICT 2168 (2008-2011); CIUNT 26 D/429 (2008-2012).

• Propionibacterias Lácteas en el Desarrollo de Productos Destinados a Regular Procesos Metabólicos que Tienen Lugar en el Intestino.
Objetivo: El estudio de las diferentes aplicaciones de propionibacterias como probióticos (efectos en el metabolismo de colesterol, colonización intestinal y equilibrio de la microflora, control de la producción de carcinógenos en el intestino, control de la fermentación de carbohidratos no digeribles) tiene una trayectoria de más de 10 años de trabajo. Los estudios actuales tienden a lograr un vehículo apropiado para transportar propionibacterias probióticas al intestino. Los quesos pueden ofrecer ciertas ventajas como medio de transporte ya que proveen un medio más estable y de pH más elevado que las leches fermentadas, favoreciendo de esta manera la viabilidad de los microorganismos empleados en su elaboración durante la vida de estante. Dado que las propionibacterias normalmente forman parte del cultivo iniciador de quesos tipo suizo, se estudió inicialmente la persistencia de propiedades beneficiosas para la salud de propionibacterias probióticas, luego del procesamiento tecnológico que corresponde a esta variedad de quesos y a otras variedades de menor tamaño y con menor tiempo de maduración. Actualmente se evalúa su inclusión en productos lácteos fluidos con y sin el agregado de fibra dietaria y se desarrollan estrategias tecnológicas para la protección de estas bacterias durante su desplazamiento por el tracto gastrointestinal.
Financiamiento: COCYTUC (1995-1996); PEI N°0487/97 (1998-1999); CIUNT D/126 (1998-2000); PEI 6100 (2004-2005); PIP 02802 (2004-2006); PIP 6410 (2006-2009); Programa CIUNT D/429 (2008-2012).

• Diseño de Mezclas Prebióticas como Aditivos de Alimentos para Regular la Actividad Metabólica de la Flora Intestinal.
Objetivo: Estudiar el comportamiento de la microflora intestinal frente a hidratos de carbono no digeribles con diferente estructura química, complejidad y viscosidad, con especial énfasis en la eliminación de compuestos tóxicos del contenido intestinal. Para ello se evalúa la composición y actividad fermentativa de la microflora intestinal de ratones in vivo, capacidad de retención de agua de cada suplemento dietario y cómo éstos afectan la velocidad de tránsito intestinal. Se determina la concentración de metabolitos indeseables de la microflora y sus actividades enzimáticas y se plantea diseñar diferentes mezclas de fibras para controlar el funcionamiento del ecosistema durante su empleo como suplementos dietarios.
Financiamiento: PIP 02802 (2004-2005); PIP 6410 (2006-2009),  Programa CIUT D/429 (2008-2012)

• Comportamiento Fisicoquímico de la Hidroxiapatita en Contacto con Medios que Simulan el Fluido de la Cavidad Bucal.
Objetivo: Caracterizar mediante técnicas microelectroforéticas la evolución de superficies de hidroxiapatitas naturales y sintéticas nano- y micrométricas cuando las mismas entran en contacto con el fluido biológico, natural y simulado de la cavidad bucal; caracterizar las estructuras superficiales de microorganismos aislados de dicho ambiente; medir la adsorción y/o adhesión de diferentes cepas bacterianas bucales a los biomateriales; determinar la influencia de los materiales seleccionados sobre la velocidad de crecimiento y producción de biomasa de microorganismos de la flora bucal; explorar la posibilidad de utilizar hidroxiapatitas con bajo porcentaje de adhesión bacteriana como material restaurativo.
Financiamiento: Proyecto CYTED (1995-1999); PICT N° 06-06631 (2000-2003); PIP N° 02679 (2003-2005); PICT N° 06-13534 (2004-2007); CIUNT G305 (2005-2008); PIP N° 5978 (2006-2008).

Aplicaciones a Salud

• Bacterias Lácteas y su Potencial como Agentes Preventivos de la Carcinogénesis Colónica
Objetivo: Ampliar los conocimientos sobre la potencialidad de las bacterias lácteas para actuar como agentes preventivos de enfermedades. Se aborda el estudio de la participación de estructuras de la superficie bacteriana, en interacciones de lectinas dietarias con el epitelio colónico que conducen al desarrollo de lesiones preneoplásicas. Para ello se estudia la capacidad de diferentes lectinas presentes en alimentos naturales para unirse al epitelio colónico y promover daño celular en un modelo animal; la habilidad de hidratos de carbono específicos pertenecientes a la superficie celular de diferentes bacterias probióticas, para inhibir las interacciones entre lectinas dietarias mitogénicas y células del epitelio intestinal capturando a las lectinas y eliminándolas del medio intestinal; determinación de la habilidad de bacterias probióticas para actuar in vivo como barrera de protección de las células epiteliales colónicas mediante el mecanismo de adhesión bacteria-célula epitelial dependiente de adhesinas presentes en la pared bacteriana.
Financiamiento: PIP 02802 (2004-2005); Beca "Ramón Carillo-Arturo Oñativia” (2004); PICT 22203 (2005-2007); PIP 114-200801-00043 (2009-2011); Programa CIUNT D/429  (2008-2012).

• Alimentos Probióticos con Efecto sobre Secreción de Leptina
Objetivo: Desarrollar un alimento lácteo adicionado con bacterias probióticas con efecto sobre la secreción de leptina con el fin de determinar si esta hormona está involucrada en los mecanismos por los cuales estas bacterias ejercen efectos beneficiosos. Para  ello se utiliza un modelo animal  de restricción calórica leve crónico para estudiar los niveles de leptina sérica y gástrica, su receptor en el tracto gastrointestinal y la influencia de probióticos sobre su secreción. Se determinará la dosis óptima de administración de las bacterias seleccionadas con efecto sobre los niveles de leptina, como así también, la efectividad de las dosis seleccionadas en la protección frente a infecciones entéricas. Se diseñan renutrición empleando leches no convencionales suplementadas con las bacterias seleccionadas.
Financiamiento: Beca "Ramón Carillo-Arturo Oñativia” (2005); Programa CIUNT D/348 (2005-2008); Programa CIUNT D/429 (2008-2012), PICT 21447 (2006-2008), PIP 112-200801-00343 (2009-2011).

 • Interacción Bacterias Lácticas-Células Eucariotas: Respuestas Celulares Mediadas por Membranas-Resistentes a Detergentes. Su Potencial Aplicación en Tratamientos de Enfermedades Autoinmunes.
Objetivo:
1.a .Estudiar y caracterizar por primera vez la interacción entre cepas de bacterias lácticas (BL) con propiedades probióticas y las membranas- resistentes a detergentes o “rafts lipídicos” de células eucariotas, realizando ensayos in vitro con cultivos celulares.
1.b. Identificar aquellas cepas probióticas cuyo sitio blanco en la célula sean estos microdominios celulares.
1.c. Investigar la respuesta celular inducida por las BL via rafts lipídicos. Se estudiaran parámetros tales como la producción de oxido nítrico y citoquinas.
1.d Investigar la/s vía/s de señalización intracelular de la célula eucariota involucradas en la respuesta inducida por las BL.
1.e Determinar el potencial de las BL como agentes terapeúticos adyuvantes para enfermedades de origen autoinmune.
 2. Estudiar los mecanismos moleculares de la respuesta celular inducida por compuestos contaminantes tales como Ocratoxina A, presentes en productos alimentarios, y la modulación de esta respuesta por BL. Investigar la intervención de los rafts lipídicos en el efecto producido por BL.
Financiamiento: PICT 1435  (2008-2010), (Directora: Dra. Graciela Font).

•   Esterasas de Bacterias lácticas como generadoras de compuestos antioxidantes a nivel intestinal
Objetivo: Desarrollar un alimento probiótico fermentado con bacterias lácticas y/o bifidobacterias con actividad cinamil esterasa (CE) que permita la liberación compuestos antioxidantes absorbibles a nivel intestinal. Se seleccionaron cepas de bacterias láticas de origen intestinal humano y aisladas de leches y quesos caprinos y ovinos con actividad esterasa. Con dichas cepas se  evaluó en un modelo animal  la dosis óptima de administración que incrementen la actividad feruloil esterasa  a nivel intestinal y disminuye el estrés oxidativo. El rol de estas enzimas en bacterias lácticas y bifidobacterias  fue poco estudiado, por la cual los resultados obtenidos contribuirán con nuevos criterios para la selección de microorganismos con potencial probiótico.
Financiamiento: Programa CIUNT D/348 (2005-2008); Programa CIUNT D/429 (2008-2012), PIP 112-200801-00343 (2009-2011)

• Alimentos probióticos en ganadería menor
Objetivo: Desarrollar de alimentos probióticos  para ganado caprino, ovino y porcino aplicando criterios correctos para la selección de cepas potencialmente probióticas, analizando características como especificidad de especie, capacidades biológicas (adhesión, inhibición de microorganismos patógenos, estimulación del sistema inmune, etc.) y productivas (ganancia de peso, mejoramiento del índice de conversión de alimentos, morbimortalidad, etc.). Estudios “in vivo” realizados en cerdos y en cabras,  dieron resultados satisfactorios gracias a la alimentación con probióticos, un buen estado de salud general y una mejor performance productiva del animal, traducida en una mayor ganancia de peso, mejor conversión alimenticia,  mejor digestión e incrementos en la producción de alimentos derivados. Se busca ademas,  correlacionar la dieta funcional con una mejor calidad de la materia prima obtenida de estos animales.
Financiamiento: PIP 6390 (2005-2008), Programa CIUNT D/429 (2009-2011)

PRESERVACIÓN DE ECOSISTEMAS REGIONALES
Nuestro grupo se encuentra abocado desde hace varios años a la selección y estudio de microorganismos aislados de nichos ecológicos locales con la finalidad de obtener mejores respuestas y satisfacer las necesidades de diferentes productores rurales. Así, la obtención de productos derivados de la leche caprina u ovina con características definidas y calidad al mismo tiempo ha sido una de nuestras prioridades. Esto implica partir de leches homogéneas en calidad, utilizar fermentos de origen caprino u ovino aislados localmente y constatar parámetros de calidad en quesos. Las bacterias lácticas que intervienen en la maduración producen metabolitos volátiles que contribuyen con el flavor característico de cada producto. Estos diferentes compuestos, han sido utilizados como patrones para clasificar algunas variedades de quesos, resultando una herramienta útil para obtener una Denominación de Origen. En este sentido las Denominaciones de Origen sirven como protección, defensa y garantía de calidad de los mismos, para competir en los mercados.
Esta área de investigación incluye los siguientes temas:

Temas

• Rol de Bacterias Lácticas en el Incremento de Ácido Linoleico Conjugado en Productos Lácteos Fermentados
Objetivo: Desarrollar alimentos lácteos funcionales con mayor contenido de CLA por adición de bacterias conjugantes de ácido linoleico. Para ello se continúa seleccionando bacterias lácticas conjugantes o isomerizantes de origen lácteo (caprino, ovino, bovino) y determinando las condiciones físicoquímicas y nutricionales óptimas para producción de CLA. Se realizan estudios de compatibilidad entre las cepas seleccionadas como productoras de CLA y el cultivo iniciador de cada producto lácteo a desarrollar. Se plantea la elaboración de alimentos fermentados tales como yogur y quesos de pasta semidura provenientes de la materia prima seleccionada con el fin de lograr productos de mayor valor agregado para la industria regional.
Financiamiento: CIUNT D/220 (2001-2005); Programa CIUNT D/348 (2005-2008); PIP 6390 (2006-2008); PICT  2221 (2007-2009); Programa CIUNT 26/D429 (2008-2012). PAE 37143 (2008-2010)

• Contribución de Bacterias Lácticas en el Desarrollo de Compuestos de Flavor en Productos Lácteos de Origen Caprino y Ovino: Rol de Esterasas y Lipasas
Objetivo: Determinar la contribución de las bacterias lácticas en la formación de aromas y sabores en productos de origen caprino y ovino. Para ello se seleccionan cepas con capacidad de producir compuesos de flavor a partir de citrato, proteína y lípidos; se estudian las vías metabólicas involucradas en la formación de estos compuestos; se evalúa su síntesis en leches caprinas y ovinas y se determina el rol fisiológico de esterasas y lipasas de bacterias lácticas en el desarrollo del flavor.
Financiamiento: PICT N° 09-12378 (2003-2005); Programa CIUNT D/348 (2005-2008); PIP N° 6390 (2006-2008); Programa CIUNT 26/D429 (2008-2012); Convenio de Cooperación Bilateral Mincyt-Ecos A0 8B02; PAE 37143 (2008-2010)

• Evaluación de Cultivos Iniciadores Regionales en la Manufactura de Quesos de Cabra
Objetivo: Evaluar el comportamiento de fermentos mesófilos y termófilos regionales de origen caprino en la manufactura de quesos que otorguen calidad constante e inocuidad a los productos. Se realizan ensayos de maduración acelerada mediante el empleo de cepas atenuadas y autolíticas con el objeto de seleccionar posibles aditivos para acelerar la maduración de los quesos, que mejoren además, las propiedades organolépticas del producto resultante. Se evalúa la posibilidad de incorporar cepas probióticas mediante estudios de compatibilidad con el cultivo iniciador de quesos de pasta prensada cocida.
Financiamiento: PIA N° 7228 (1997-1998); ANAV (1998-2000); PIP N° 2843 (1998-2000); CIUNT D/126 (1998-2000); CIUNT D/220 (2001-2005); PEI N° 6100 (2004-2005); CIUNT 26 D/348 (2005-2007); CIUNT 26 D/429 (2008-2012).