Encapsular bactérias probióticas vivas usando bioimpressão 3D pode ser uma mudança de jogo para a indústria nutracêutica.
Os probióticos são bactérias "amigáveis" vivas promovidas como tendo vários benefícios para a saúde. Eles são pensados para restaurar o equilíbrio natural das bactérias no intestino – e podem ajudar com uma variedade de problemas digestivos, incluindo constipação e inchaço. Uma das cepas bacterianas mais populares e bem estudadas é o Lactobacillus rhamnosus GG (LGG), que se acredita ter muitos benefícios para a saúde digestiva e imunológica.
Embora as bactérias probióticas ocorram naturalmente em alimentos fermentados e leite cultivado, também é possível tomar suplementos formulados. Quaisquer benefícios potenciais para a saúde de tomar suplementos probióticos dependem de bactérias vivas suficientes atingindo o intestino delgado. Mas, infelizmente, uma grande proporção das bactérias encapsuladas não sobrevive ao processo de fabricação ou ao ambiente hostil do trato gastrointestinal superior, limitando sua eficácia.
A bioimpressão 3D usando biomateriais combinados com células vivas é uma abordagem amplamente utilizada e aplicada em diversas áreas de pesquisa - como engenharia de tecidos e medicina regenerativa. Embora tenha havido alguns relatos de bioimpressão 3D de células bacterianas, o uso dessa tecnologia de ponta para preservar as propriedades promotoras da saúde das bactérias em formulações de probióticos nunca foi investigado.
Processo rápido e fácil
Em um novo estudo, publicado na Food Hydrocolloids for Health, uma equipe de cientistas investiga a aplicação de uma técnica de microextrusão de última geração para encapsular bactérias probióticas usando bioimpressão 3D.1
Os pesquisadores imprimiram com sucesso bactérias LGG encapsuladas usando uma mistura de gel de gelatina, alginato de sódio e LGG como bio-tinta. A produção das bactérias encapsuladas foi um processo rápido e fácil – foi possível imprimir 120 cápsulas probióticas, cada uma contendo cem milhões (108) CFU/ml, em 30 minutos.
Usando uma variedade de técnicas de microscopia, a equipe mostrou que as bactérias encapsuladas foram distribuídas uniformemente por todo o hidrogel de alginato-gelatina. Eles então demonstraram que as bactérias nas cápsulas permaneceram viáveis e vivas por sete dias a 4oC – e também sobreviveram à exposição a fluidos digestivos em um modelo in vitro que imita o ambiente gastrointestinal.
A equipe utilizou água ultrapura gerada a partir de um sistema de ultrapurificação de água de laboratório ELGA PURELAB® para preparar todos os meios utilizados nestas experiências – minimizando o risco de introdução de contaminantes que podem afetar os resultados.
Método revolucionário
Neste estudo, os pesquisadores usaram uma bioimpressora 3D e gelatina de alginato de sódio como biotinta para desenvolver uma nova técnica para encapsular bactérias probióticas. Usando esta abordagem, foi possível preparar rápida e facilmente cápsulas de LGG contendo microrganismos abundantes e uniformemente distribuídos. As bactérias encapsuladas eram viáveis e podiam suportar o ambiente hostil do trato digestivo superior recriado em um sistema in vitro.
Este é o primeiro relato de preparação de cápsulas com uma bactéria probiótica usando uma bioimpressora 3D. Esta técnica inovadora abre a possibilidade de criar bactérias probióticas encapsuladas de forma rápida e simples para sua entrega específica no intestino, o que pode se tornar um método revolucionário para aplicações industriais.
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Reference:
- Mallick, A. et al. An easy and robust method of preparation of capsules for delivering probiotic bacteria by a 3D bioprinting. Food Hydrocoll. 100088 (2022) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667025922000358
Dr. Alison Halliday
Depois de concluir um curso de graduação em Bioquímica e Genética na Universidade de Sheffield, Alison obteve o título de PhD em Genética Molecular Humana na Universidade de Newcastle. Ela passou cinco anos como pesquisadora sênior de pós-doutorado na UCL, investigando os genes envolvidos na síndrome da obesidade infantil. Movendo-se para a comunicação científica, ela passou dez anos na Cancer Research UK envolvendo o público sobre o trabalho da instituição de caridade. Ela agora se especializou em escrever sobre pesquisas nas ciências da vida, medicina e saúde.