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Gastrointestinal tract simulation assays

Thanks to in vitro digestion tests, we evaluate the behavior of compounds, physicochemical changes, and biological effects, which is key to ensuring their safety for consumers.

The study of the interaction between nanoparticles and the human digestive system has gained relevance in several fields such as drug delivery, food safety and exposure to emerging contaminants.

La complejidad del tracto gastrointestinal, sumada a la diversidad de los alimentos, presenta un desafío significativo en la creación de modelos representativos que puedan predecir de manera efectiva el comportamiento de estas partículas. En este contexto, la optimización de protocolos de digestión in vitro es esencial para comprender la estabilidad, biodisponibilidad y los posibles efectos biológicos de las micro y nanopartículas.

Para evaluar la estabilidad y toxicidad de las nano y micropartículas, la simulación de la digestión gastrointestinal en modelos in vitro se presenta como una herramienta de gran utilidad. Existen diversos modelos de digestión que utilizan matrices artificiales para simular los fluidos gastrointestinales y los distintos pH presentes en el tracto digestivo.

El sistema empleado en AIMPLAS permite evaluar los cambios físico-químicos que pueda haber en los compuestos a ensayar, así como comparar los efectos biológicos de las micro y nanopartículas, tanto digeridas como sin digerir, proporcionando resultados más representativos de las condiciones reales.

En línea con los avances en este campo, la EFSA publicó en 2021 guías específicas sobre métodos de digestión in vitro, centradas en la evaluación de la biodisponibilidad de nutrientes y contaminantes en el ámbito de la seguridad alimentaria. El protocolo propuesto en estas guías establece las siguientes pautas clave:

  1. Preparación de modelos estomacales e intestinales: Los modelos deben replicar de manera precisa las condiciones del tracto gastrointestinal humano.
  2. Condiciones fisiológicamente relevantes: Se deben usar condiciones que incluyan pH, enzimas digestivas y tiempos de tránsito representativos del proceso digestivo humano. El protocolo de digestión in vitro empleado en el laboratorio de bioensayos de AIMPLAS está optimizado para evaluar micro y nanopartículas de materiales inertes, como plásticos, recubrimientos y aditivos

La digestión in vitro puede ser de gran ayuda para el estudio de los siguientes casos:

Ensayos in vitro sistema digestivo
  • Aditivos y componentes en material alimentario. Compuestos y nanomateriales en packaging alimentario, como recubrimientos funcionalizados y/o biobasados.
  • Evaluación de la seguridad de contaminantes emergentes y residuos industriales (pesticidas, agroquímicos, metales pesados, micro y nanoplásticos). Estos materiales pueden acabar en los alimentos de forma no intencionada, con lo cual para su adecuado estudio toxicológico sería interesante considerar su paso por el tracto digestivo.
  • Nanomedicina: terapias basadas en nanopartículas para la administración de fármacos

Gracias a los ensayos de simulación del tracto gastrointestinal, desde AIMPLAS podemos evaluar el comportamiento de diferentes compuestos y/o nanomateriales, cambios fisicoquímicos y efectos biológicos, lo que resulta esencial para evaluar la seguridad de los mismos en el consumidor.