Se le ha llamado la comida más perfecta del mundo, y hay pruebas inequívocas de que puede combatir las enfermedades y desarrollar mejores cerebros en los bebés. Pero incluso después de décadas de investigación, se sabe muy poco sobre cómo funciona la leche materna. Para ayudar a completar el rompecabezas, Los químicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) están construyendo una biblioteca para catalogar partes importantes de este fluido corporal asombroso y, a veces, misterioso.

"Queremos encontrar tantos detalles como podamos sobre la leche porque es muy importante, pero se sabe tan poco sobre su química, "dice Connie Remoroza, un químico que dirige el proyecto de investigación en NIST.

Remoroza ha estado trabajando con otros en el Centro de datos de espectrometría de masas (MSDC) del NIST para analizar algunos de los azúcares únicos de la leche, conocidos como oligosacáridos. Los oligosacáridos son carbohidratos. Por lo general, incluyen entre tres y diez azúcares simples, como glucosa, unidos por enlaces químicos. Los científicos están aprendiendo que desempeñan un papel en el desarrollo del cerebro del bebé y una mayor inmunidad a las infecciones.

Además de su presencia en la leche, los oligosacáridos se encuentran en muchas plantas, como las legumbres, cebollas, trigo y espárragos. La gran mayoría de ellos no son digeridos ni absorbidos por el cuerpo cuando se ingieren; en su lugar, terminan en el colon. El papel que juegan allí todavía se desconoce en gran medida, aunque muchos se refieren a ellos como prebióticos, porque se supone que fomentan el crecimiento de bacterias buenas, que a su vez crea una salud, microbioma funcional para el cuerpo. Algunas investigaciones también han demostrado que los prebióticos como los oligosacáridos podrían ayudar a la absorción de calcio, magnesio y otros minerales en el intestino humano.

La biblioteca del NIST que Remoroza y sus colegas científicos están construyendo actuará como referencia para aquellos que quieran seguir trabajando en el tema para encontrar respuestas definitivas a estas incertidumbres digestivas.

En el verano de 2018, Remoroza y sus colegas documentaron 74 oligosacáridos únicos en el Material de referencia estándar (SRM) de NIST 1953. SRM 1953 se adquirió en conjunto con los Centros para el Control de Enfermedades e incluye muestras de leche combinadas de 100 madres lactantes. comprado congelado de seis bancos de leche diferentes en los Estados Unidos en 2006. Los químicos a menudo lo usan para determinar si los métodos para encontrar contaminantes ambientales como bifenilos policlorados (PCB) y pesticidas son efectivos. Doce de los oligosacáridos documentados por Remoroza no se habían encontrado antes en la leche materna.

Los descubrimientos se realizaron con un espectrómetro de masas, instrumento utilizado para medir la estructura química de moléculas y compuestos químicos. Los químicos usan esas medidas para trazar "espectros de masas, "que son como huellas dactilares únicas que pueden ayudar a identificar la composición de la muestra original.

Durante la última década más o menos, La cromatografía líquida y la espectrometría de masas se han utilizado cada vez más para analizar carbohidratos, incluyendo oligosacáridos, para encontrar sus huellas digitales únicas. Medir los carbohidratos puede ser más desafiante que medir la estructura de otras cosas, aunque, y, en consecuencia, se sabe poco sobre ellos. Al construir una biblioteca, NIST está llenando una gran brecha de datos.

"Una vez que se publique esta información, cualquiera podrá utilizarlo para todo tipo de fines de investigación, "dice Stephen Stein, científico principal de la MSDC.

Recientemente, el equipo del NIST ha centrado su atención en otros tipos de leche de mamíferos. Primero, Remoroza catalogó los oligosacáridos de los animales domésticos, como vacas y cabras. Entonces un día, se sentó frente a una modesta hoja de cálculo que había creado para detallar qué tipos de leche ya habían sido investigados por los químicos usando espectrómetros de masas como el de su laboratorio. Se preguntó qué podría encontrar en la leche de los osos, ornitorrincos y simios. Se dio cuenta de que uno de los zoológicos de investigación más importantes del mundo estaba a solo unas millas de distancia. en Connecticut Avenue en Washington, D.C. Ella se preguntaba:¿Tienen leche para compartir con nosotros?

Un correo electrónico rápido confirmó que los científicos que trabajaban en el Zoológico Nacional y el Instituto de Biología de la Conservación del Smithsonian habían acumulado una colección bastante inusual de leche de mamíferos exóticos. Y estaban tan entusiasmados con los oligosacáridos en la leche como ella. Aunque el zoológico tiene acceso a una gran cantidad de leches de animales y actualmente almacena más de 15, 000 muestras, carece de las capacidades técnicas del NIST y del equipo necesario para estudiar las moléculas de esas leches. Se formó una asociación en diciembre de 2018.

"Los mamíferos son el único gran grupo de animales que se definen por el hecho de que sus hembras producen una sustancia de su propio cuerpo para alimentar a sus crías, "dice Mike Power, uno de los científicos de animales del zoológico que ha estado trabajando con Remoroza. "Todo, desde un armadillo hasta un elefante y un ser humano".

Mientras todos producen leche, el contenido de cada tipo puede variar ampliamente. Los elefantes y los rinocerontes tienen leches muy diferentes, por ejemplo, a pesar de que viven en el mismo hábitat y viven en gran medida el mismo estilo de vida.

Las leches de nuestros parientes más cercanos, los simios, son similares a los nuestros, aunque la leche materna tiene aproximadamente el doble de grasa. Pero los avances tecnológicos recientes nos han ayudado a ver más en el fluido para obtener más información. Los científicos descubrieron recientemente que los oligosacáridos tienden a ser más diversos y más abundantes en los seres humanos que en otros animales, incluso en los simios. Aproximadamente el 20 por ciento del azúcar de la leche materna se encuentra en oligosacáridos. Esto contrasta fuertemente con la leche de gorila, donde la participación está más cerca del 5 por ciento.

Power cree que estos detalles pueden ayudarnos a comprender la evolución.

"La gente habla de que la leche es el alimento perfecto. Yo diría que es el alimento mejor evolucionado, pero no es perfecto ", dice. Saber más sobre los oligosacáridos nos dirá sobre la leche materna ahora y lo importante que es, y no es importante.

"Parece ser principalmente una función inmune. Lo que tiene mucho sentido cuando empiezas a pensar en cómo cambiamos nuestro entorno". A diferencia de los simios, los humanos comenzaron a cultivar, y crianza de animales domésticos. Finalmente, los humanos también comenzaron a usar estiércol para fertilizar cultivos, que a su vez podría transmitir nuevas, enfermedades virulentas como la gripe porcina. La exposición probablemente exigió más del sistema inmunológico humano, incluida la leche, El poder dice.

Cuantos más detalles pueda proporcionar Remoroza sobre la leche, cuanto más probable es que los investigadores creen mejores sustitutos. Esto podría ayudar a los veterinarios, biólogos conservacionistas y dietistas en zoológicos, que a menudo debe alimentar a un bebé cuando la madre no puede (o no puede) hacerlo, como el famoso ejemplo de Fiona el hipopótamo en el zoológico de Cincinnati en 2017. Cuando nació el pequeño hipopótamo y no pudo obtener lo que necesitaba, Power y su equipo en el Zoológico Nacional fueron llamados a crear un duplicado lo más parecido posible a la leche de su madre.

La biblioteca de oligosacáridos del NIST podría ayudar en otras situaciones similares en el futuro. Pero también podría ayudar en el desarrollo de mejores fórmulas para bebés para humanos.

Remoroza espera acceder a los recursos congelados del zoológico para estudiar la leche de una amplia variedad de animales, como los okapis, elefantes gorilas y tal vez incluso osos hormigueros. Ella comienza con leones africanos sin embargo, porque se dio cuenta de que se había hecho muy poca investigación sobre los carnívoros y el zoológico tiene mucha leche de león africano para compartir con la biblioteca.

La biblioteca de oligosacáridos está disponible de forma gratuita en el sitio web del NIST y se actualizará a medida que haya nuevos datos disponibles.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de NIST. Lea la historia original aquí.