El ácido N -glicolilneuramínico ( Neu5Gc ) es una molécula de ácido siálico que se encuentra en la mayoría de los mamíferos no humanos. Los humanos no pueden sintetizar Neu5Gc porque el gen humano CMAH está mutado irreversiblemente, aunque se encuentra en otros simios. [1] [2] El gen CMAH codifica la hidroxilasa del ácido N -acetilneuramínico CMP, que es la enzima responsable de la conversión de CMP-Neu5Gc en ácido N -acetilneuramínico (CMP-Neu5Ac). [3] Se estima que esta pérdida de CMAH ocurrió hace dos o tres millones de años, justo antes de la aparición del género Homo . [4]
El Neu5Gc está estrechamente relacionado con el conocido ácido N -acetilneuramínico ( Neu5Ac ). El Neu5Ac se diferencia por un solo átomo de oxígeno que se añade mediante la enzima CMAH en el citosol de una célula. En muchos mamíferos, ambas moléculas se transfieren al aparato de Golgi para que puedan añadirse a muchos glicoconjugados . Sin embargo, en los seres humanos, el Neu5Gc no está presente. [4] [5]
Con la pérdida del gen Neu5Gc y la ganancia de un exceso de Neu5Ac, las interacciones entre los patógenos y los ancestros humanos se habrían visto afectadas. Habría habido menos susceptibilidad a los patógenos que se unen a Neu5Gc y más susceptibilidad a los patógenos que se unen a Neu5Ac. Se sugiere que los ancestros humanos que carecían de producción de Neu5Gc sobrevivieron a una epidemia de malaria que prevalecía en ese momento . Sin embargo, con el surgimiento del Plasmodium falciparum , el parásito que causa la malaria en la actualidad, los humanos volvieron a estar en peligro, ya que esta nueva cepa de malaria tenía una preferencia de unión a los eritrocitos ricos en Neu5Ac en los humanos. [4] Las últimas investigaciones muestran que los humanos que carecen de Neu5Ac en sus glóbulos rojos tienen menos probabilidades de contraer malaria de los parásitos que la causan. [ cita requerida ]
Neu5Gc se encuentra en la mayoría de los mamíferos, con excepciones como los humanos, los hurones , el ornitorrinco , las razas de perros occidentales y los monos del Nuevo Mundo . [6] Se pueden encontrar trazas en los humanos, a pesar de que el gen que codifica la producción de Neu5Gc se eliminó hace mucho tiempo. Estas trazas provienen del consumo de animales en la dieta humana. Principalmente, las fuentes son carnes rojas como cordero, cerdo y ternera. También se puede encontrar en productos lácteos, pero en menor medida. Neu5Gc no se puede encontrar en aves de corral y solo se encuentra en cantidades traza en el pescado. Esto confirma que Neu5Gc se encuentra principalmente en alimentos de origen mamífero. [4] La lanolina en el champú también contiene Neu5Gc. [7]
En 2017, los científicos lograron identificar indirectamente la presencia de Neu5Gc en múltiples fósiles de animales antiguos que datan de hace más de un millón de años, el más antiguo de los cuales data de alrededor de 4 millones de años . [8]
Aunque no se sabe que el Neu5Gc se produzca por ningún mecanismo en el cuerpo humano (debido a la falta de genes), nuestros cuerpos interactúan con billones de microorganismos que son capaces de realizar reacciones biológicas complejas. Se ha informado de que el Neu5Gc se encuentra en concentraciones en cánceres humanos, así como en muestras fecales, lo que sugiere que los humanos ingieren Neu5Gc como parte de sus dietas. Se cree que la absorción se produce por macropinocitosis y que el ácido siálico puede transferirse al citosol mediante un transportador de sialina . Los humanos tienen anticuerpos específicos contra el Neu5Gc, a menudo en niveles elevados.
El Neu5Gc ingerido se incorpora a todas las partes del cuerpo, algunas de las cuales (mucinas, cabello, saliva, suero y sangre) se excretan comúnmente. El Neu5Gc se absorbe rápidamente en el tracto intestinal, parte de él se convierte en acilmanosaminas por las células intestinales y las bacterias, y luego se reconvierte nuevamente en Neu5Gc en el cuerpo. Según un estudio de absorción, alrededor del 3-6% de la dosis ingerida de Neu5Gc se excretó en 4-6 horas, con una tasa de excreción máxima a las 2-3 h, y un retorno a los niveles basales en 24 h. En las mucinas, se observó un aumento desde el día 1 al 4, y también se encontró un aumento en el cabello después de la ingestión. [7] Esta tabla y esta tabla (S3) muestran los niveles de Neu5Gc en alimentos comunes.
Se ha sugerido que Neu5Gc es un mecanismo que vincula el consumo de carne procesada y carne roja con el riesgo de cáncer colorrectal. [9] [10] [11] [12]
Los ácidos siálicos tienen carga negativa e hidrofilia, por lo que no cruzan fácilmente las regiones hidrofóbicas de las membranas celulares. Es por esto que la captación de Neu5Gc debe ocurrir a través de una vía endocítica. Más específicamente, las moléculas exógenas de Neu5Gc ingresan a las células a través de vías endocíticas independientes de la clatrina con la ayuda de la pinocitosis. Después de que Neu5Gc ha ingresado a la célula a través de la pinocitosis, la molécula es liberada por la sialidasa lisosomal. Luego, la molécula es transferida al citosol por el transportador de ácido siálico lisosomal. Desde aquí, Neu5Gc está disponible para la activación y la adición a los glicoconjugados . Debido a que Neu5Gc parece estar mejorado en tumores naturales y tumores fetales, se sugiere que este mecanismo de captación es mejorado por factores de crecimiento. [13]