Como parte de la investigación que desde el año 2008 ha liderado la académica del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias Naturales, Matemática y Medio Ambiente, Dra. Elizabeth Troncoso Ahués, quien además es Directora de Investigación y Desarrollo Académico de nuestra Universidad, y es también integrante del Laboratorio de Ingeniería de Bioprocesos (LabInBio) que guía junto al Dr. Rommy Zúñiga, este año comenzará a desarrollar un proyecto Fondecyt Regular, que busca avanzar en la comprensión del impacto de las condiciones fisiológicas del tracto gastrointestinal humano, en la desintegración de los alimentos y posterior absorción de los nutrientes contenidos en ellos.

El primer objetivo del proyecto, que durará 4 años, es diseñar un sistema mecánico computarizado que simule el tracto gastrointestinal, para así estudiar la desintegración de alimentos desde una mirada realista respecto a los procesos que existen en el cuerpo humano, sin necesidad de hacer estudios en seres humanos o animales, o hacer ensayos en sistemas de laboratorio que no se asemejan al funcionamiento de nuestro organismo.

La Dra. Troncoso indica que “el cuerpo humano tiene un sistema complejo y altamente especializado para descomponer los alimentos y extraer los nutrientes necesarios para cumplir las funciones fisiológicas para la vida. Este proceso fisiológico es relevante cuando se ingieren alimentos ricos en nutrientes esenciales que los humanos no pueden sintetizar y, por lo tanto, deben ser suministrados por la dieta. Un ejemplo es el ácido -linolénico, uno de los principales ácidos grasos omega-3, que tiene efectos protectores cardiovasculares y anticancerígenos”.

“Una forma de estudiar la descomposición de alimentos en el tracto gastrointestinal es usando ensayos in vivo, donde se experimenta con seres humanos o animales. Sin embargo, son ensayos de alto costo, de alta complejidad técnica y pueden traspasar las barreras éticas de la ciencia”, señala la Dra. Troncoso.

Ante esto, una opción ha sido utilizar modelos in vitro donde los órganos que componen el tracto gastrointestinal, por ejemplo el estómago y el intestino delgado, pueden ser simulados en reactores de laboratorio. “Muchos modelos in vitro creados en países como Estados Unidos, Holanda y Francia han sido diseñados para simular el tracto gastrointestinal. Sin embargo, ninguno de ellos ha podido integrar, como lo hemos hecho nosotros en nuestro grupo de investigación, una mayor complejidad operativa del sistema y que lo acerca al comportamiento real de nuestro organismo”.

Una vez construido el nuevo sistema mecánico de digestión in vitro, el segundo objetivo del proyecto será evaluar cómo el funcionamiento del tracto gastrointestinal afecta la desintegración de alimentos y posterior absorción de sus nutrientes. La Dra. Troncoso señala “por ejemplo existen nutrientes como los lípidos que siempre relacionamos con problemas de sobrepeso u obesidad, pero el cuerpo humano no digerirá de la misma manera distintos alimentos que contengan lípidos, ya que el modo de digerirse dependerá de la forma en que estén contenidos dichos lípidos en los alimentos, es decir, el impacto de consumir lípidos no será el mismo si estos se encuentran en la leche, mantequilla o en un trozo de carne. Lo anterior se debe a que nuestro organismo no digiere los alimentos de la misma forma, lo cual afecta la liberación de nutrientes”. Por esto, la forma en que un alimento se “estructura” durante su fabricación y luego se rompe durante su paso por el tracto gastrointestinal juega un papel esencial en la determinación de su impacto nutricional.

“Cuando se ingiere un alimento, uno esperaría que todos los nutrientes indicados en su etiquetado cumplan un rol clave en el metabolismo y funcionamiento del cuerpo humano. Sin embargo, que dichos nutrientes puedan ser efectivamente utilizados por nuestro organismo dependerá de la forma en que se encuentren dispuestos en la estructura del alimento”, señala la Dra. Troncoso.

Por los grandes desafíos de este proyecto Fondecyt, el equipo UTEM que lo integrará estará conformado por la Dra. Elizabeth Troncoso como Investigadora Responsable, el Dr. Rommy Zúñiga (Departamento de Biotecnología) como Co-Investigador, el Dr. Héctor Torres (ProteinLab) como Investigador Asociado y el Ing. Guillermo González (Departamento de Electricidad) también como Investigador Asociado. Además, se contempla el apoyo de 3 investigadores nacionales (UChile, Usach y PUC), más la participación del profesor David Julian McClements, de la Universidad de Massachusetts Amherst, Investigador Asociado en el proyecto y quien ha sido reconocido internacionalmente #1 en el año 2017 como autor altamente citado en el área de Ciencias de la Agricultura por Web of Science (WoS).

El Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico, Fondecyt, de CONICYT, tiene por objetivo estimular y promover el desarrollo de investigación científica y tecnológica, y es el principal fondo de este tipo en el país.