Péptidos antihipertensivos derivados de proteínas lácteasproducción mediante levaduras no convencionales y mecanismos de acción

Resumen

En esta Tesis Doctoral se ha estudiado el potencial de levaduras no convencionales, pertenecientes a las especies Debaryomyces hansenii, Kluyveromyces lactis y Kluyveromyces marxianus, para generar hidrolizados y péptidos antihipertensivos provenientes de caseína (CN) o lactoferrina (LF). Además, se ha profundizado en el mecanismo de acción responsable del efecto antihipertensivo. Para ello, se han utilizado diferentes aproximaciones experimentales que incluyen ensayos in vitro para determinar los efectos inhibitorios sobre la actividad de la enzima conversora de angiotensina (ECA) y ensayos in vivo en ratas espóntaneamente hipertensas (SHRs) para estudiar los efectos sobre la presión arterial (PA) tras administración oral. Además, se ha utilizado un modelo de ratas normotensas a las que se ha inducido la hipertensión mediante la administración de angiotensina I (Ang I) y angiotensina II (Ang II). En algunos casos, se han determinado los niveles circulantes de ECA, de Ang II y de aldosterona en sueros de SHRs. También se han empleado células endoteliales humanas para estudiar el efecto de los péptidos sobre la expresión génica. Se generaron hidrolizados de CN y LF utilizando distintas cepas de levaduras. Estos hidrolizados mostraron diferente capacidad de inhibición de la ECA in vitro, y los más potentes se evaluaron in vivo en SHRs, provocando reducciones significativas de la presión arterial sistólica (PAS). En el caso de los hidrolizados de CN, se evaluó si las levaduras eran capaces de producir secuencias peptídicas concretas (IPP, VPP, RYLGY, AYFYPEL, LHLPLP y HLPLP), cuyo potencial antihipertensivo estaba ampliamente contrastado. Sólo se detectaron las secuencias LHLPLP y HLPLP, que fueron generadas por las cepas de D. hansenii Dh1 y Dh14. En el caso de la LF, se seleccionó el hidrolizado antihipertensivo más potente, concretamente el producido con K. marxianus Km2; se identificaron los péptidos más abundantes, y se seleccionaron las secuencias DPYKLRP, PYKLRP, YKLRP y GILRP que mostraron potencia inhibitoria in vitro de la ECA y efecto antihipertensivo en SHRs. Además, con el objetivo de establecer relaciones secuencia-función, se incluyeron en la caracterización los péptidos KLRP y LRP que también mostraron dichos efectos. En concreto, las dos secuencias con mayor efecto antihipertensivo, DPYKLRP y LRP redujeron, en suero de SHRs, la actividad ECA circulante, así como los niveles de Ang II y aldosterona. La inhibición in vivo de la ECA de determinados péptidos derivados de LF fue confirmada utilizando modelos de hipertensión inducida con Ang I. Además, estos experimentos indicaron un papel menos relevante de la inhibición de los receptores de Ang II en el efecto antihipertensivo. Finalmente, en el modelo celular HUVEC, se observó que un hidrolizado enzimático de LF fue capaz de modificar la expresión de genes de la vía de producción y señalización de óxido nítrico (NO), concretamente los genes NOSTRIN y GUCY, y de aumentar la producción de NO. Estos ensayos también indicaron la posible contribución de las prostaglandinas. En conclusión, se ha demostrado la posibilidad de utilizar levaduras GRAS (Generally Recognized As Safe) para la producción de hidrolizados y péptidos con efecto antihipertensivo provenientes de las proteínas lácteas CN y LF. Los hidrolizados y péptidos derivados de LF actuarían principalmente a través del sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA), mediante la inhibición de la ECA y en menor medida a través del bloqueo de los receptores de Ang II, poniéndose también de manifiesto la relevancia del sistema NO.