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 CMP- N- acetilneuramínico, que es la enzima responsable de CMP-Neu5Gc a partir del ácido CMP- 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]
Neu5Gc está estrechamente relacionado con el comúnmente conocido ácido N -acetilneuramínico ( Neu5Ac ). Neu5Ac se diferencia por un solo átomo de oxígeno que la enzima CMAH agrega en el citosol de una célula. En muchos mamíferos, ambas moléculas se transfieren al aparato de Golgi para que puedan agregarse a muchos glicoconjugados . Sin embargo, en humanos, Neu5Gc no está presente. [4] [5]
Con la pérdida del gen Neu5Gc y la ganancia del 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 de Plasmodium falciparum , el parásito que causa la malaria hoy en día, los humanos volvieron a estar en peligro, ya que esta nueva cepa de malaria tenía preferencia de unión a los eritrocitos humanos ricos en Neu5Ac. [4] Las últimas investigaciones muestran que los humanos que carecen de Neu5Ac en sus glóbulos rojos tienen menos probabilidades de contraer malaria a través de los parásitos que la causan. [ cita necesaria ]
Neu5Gc se encuentra en la mayoría de los mamíferos, con excepciones como los humanos, los hurones , los ornitorrincos , las razas de perros occidentales y los monos del Nuevo Mundo . [6] Se pueden encontrar trazas en humanos, a pesar de que el gen que codifica la producción de Neu5Gc fue eliminado hace mucho tiempo. Estas trazas provienen del consumo de animales en la dieta humana. Principalmente, las fuentes son las carnes rojas como el cordero, el cerdo y la ternera. También se puede encontrar en los productos lácteos, pero en menor medida. Neu5Gc no se puede encontrar en las aves de corral y sólo se encuentra en pequeñas cantidades 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 a partir de 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 Neu5Gc sea producido 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 informa que Neu5Gc se encuentra concentrado en cánceres humanos, así como en muestras fecales, lo que sugiere que los humanos ingieren Neu5Gc como parte de su dieta. Se cree que la absorción se produce por macropinocitosis y el ácido siálico puede transferirse al citosol mediante un transportador de sialina . Los seres humanos tienen anticuerpos específicos de Neu5Gc, a menudo en niveles elevados.
La Neu5Gc ingerida se incorpora a todas las partes del cuerpo, algunas de las cuales (mucinas, cabello, saliva, suero y sangre) se excretan comúnmente. Neu5Gc se absorbe rápidamente en el tracto intestinal, y parte de ella se convierte en acilmanosaminas por las células y bacterias intestinales, y luego se reconvierte nuevamente en Neu5Gc en el cuerpo. Según un estudio de absorción, alrededor del 3 al 6 % de la dosis ingerida de Neu5Gc se excretó en 4 a 6 horas, con una tasa de excreción máxima a las 2 a 3 h y un retorno a los niveles iniciales en 24 h. En las mucinas, se observó un aumento entre los días 1 y 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 y son hidrófilos, por lo que no cruzan fácilmente las regiones hidrófobas 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 clatrina con la ayuda de la pinocitosis. Una vez que Neu5Gc ha entrado en la célula mediante pinocitosis, la molécula es liberada por la sialidasa lisosomal. Luego, la molécula es transferida al citosol mediante el transportador lisosomal de ácido siálico. A partir de aquí, Neu5Gc está disponible para activación y adición a glicoconjugados . Debido a que Neu5Gc parece estar potenciado en tumores naturales y en tumores fetales, se sugiere que este mecanismo de absorción se ve potenciado por factores de crecimiento. [13]