Lunasin Peptide is a Modulator of the Immune Response in the Human Gastrointestinal Tract

[Introduction]: Lunasin is a soybean bioactive peptide with a variety of beneficial properties against chronic disorders. However, its effect in human primary intestinal cells remains unknown. Hence, this study aims to characterize its ex vivo biological activity in the human intestinal mucosa. [Methods and Results]: Human intestinal biopsies, obtained from healthy controls, are ex vivo conditioned with lunasin both in the presence/absence of lipopolysaccharide (LPS). Peptide maintains its stability during biopsy culture by HPLC-MS/MS analysis. Lunasin is bioactive in the human mucosa, as it induces IL-1β, TNF-α, IL-17A, CCL2, and PGE2/COX-2 gene expression together with an increased expression of tolerogenic IL-10 and TGFβ, while it also downregulates the expression of iNOS and subunit p65 from NF-κB. Indeed, lunasin also abrogates the LPS-induced pro-inflammatory response, downregulating IL-17A, IFNγ, and IL-8 expression, and inducing IL-10 and TGFβ expression. These results are also mirrored in the cell-free culture supernatants at the protein level by Multiplex. Moreover, lunasin further induces a regulatory phenotype and function on human intestinal conventional dendritic cell and macrophage subsets as assessed by flow cytometry. [Conclusions]: We hereby have characterized lunasin as an immunomodulatory peptide with potential capacity to prevent immune and inflammatory-mediated disorders in the human gastrointestinal tract.This work was supported by the Spanish Ministry of Economy (SAF2014-56642-JIN), the Spanish Ministry of Health (PIE13/00041), the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (AGL2015-66886-R, PID2019-104218RB-I00), and the Community of Madrid (Consejería de Educación, Juventud y Deporte, Programa de Garantía Juvenil 2015 and 2016). S.F.T. is currently funded by the Instituto de Salud Carlos III (Sara Borrell fellowship CD17/00014). L.O.M. is funded by the Community of Madrid (BMD-5800). D.B. is funded by the Spanish Ministry of Science (RYC-2017-21606)

Effect of soybean peptide lunasin on the inflammatory and immune response of healthy human intestinal mucosa

Trabajo presentado al 2nd International Symposium on Bioactive Peptides, celebrado en Valencia (España) del 22 al 24 de mayo de 2019.Peer reviewe

Modulation of gastrointestinal and liver-cancer associated pathways by soybean peptide lunasin

Trabajo presentado al 2nd International Symposium on Bioactive Peptides, celebrado en Valencia (España) del 22 al 24 de mayo de 2019

Lunasin and peptides released during its gastrointestinal digestión, novel nutritional allies against chronic diseases

Trabajo presentado al 1er Congreso de Jóvenes Investigadores en Ciencias Agroalimentarias, celebrado el 20 de diciembre de 2018en la Universidad de Almeria.This work has received financial support from projects AGL2015-66886-R (MINECO) and Intramural 2017701046 (CSIC).Peer reviewe

Nuevos péptidos multifuncionales liberados durante la digestión gastrointestinal de lunasina

Resumen del trabajo presentado a las III Jornadas Científicas CIAL Fórum, celebradas del 22 al 23 de noviembre de 2018 en el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL).Lunasina es un péptido de 43 aminoácidos identificado en la soja hace 20 años. En su secuencia se diferencia una zona helicoidal homóloga a una región conservada de las proteínas de unión a la cromatina, un motivo RGD, responsable de la adhesión e internalización en las células y un extremo C-terminal de poli-aspártico implicado en la fijación a las histonas. En los últimos años, se ha incrementado la evidencia sobre las propiedades beneficiosas del péptido lunasina, incluyendo actividades antioxidante, anti-inflamatoria, hipocolesterolémica, anti-cancerígena y moduladora del sistema nervioso. Además de su efecto sobre diferentes niveles del organismo, se ha demostrado la biodisponibilidad de la lunasina administrada por vía oral tanto en animales de experimentación como en humanos. Recientemente, nuestro grupo identificó los fragmentos liberados tras someter al péptido lunasina a un proceso de digestión gastrointestinal simulando condiciones fisiológicas. Aunque el papel quimiopreventivo de algunos de estos fragmentos ha sido sugerido, no existen datos sobre su potencial para contribuir en las propiedades beneficiosas atribuidas a la lunasina. Por lo tanto, el objetivo de nuestro estudio fue evaluar la multifuncionalidad de los péptidos derivados de la lunasina, centrándonos en su actividad anti-hipertensiva, antioxidante y anti-inflamatoria. Lunasina y ocho de los péptidos identificados que cubrían la secuencia total del péptido original fueron sintetizados y sus actividades fueron evaluadas mediante métodos químicos y modelos celulares de macrófagos sometidos a estados de estrés oxidativo e inflamación. Aunque la lunasina puede considerarse como el principal responsable de las actividades observadas, algunos de los fragmentos, principalmente los correspondientes a la región central de la lunasina, presentaron actividad quelante de radicales libres y capacidad para revertir las alteraciones de oxidación e inflamación provocadas en los macrófagos.Los autores agradecen la financiación otorgada por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (proyecto AGL2015-66886-R) y el Instituto de Salud Carlos III (beca Sara Borrell CD17/00014).Peer reviewe

Antioxidant, anti-inflammatory, and immunomodulatory effects of soybean peptide lunasin in macrophages and lymphocytes models

Resumen del trabajo presentado a la XII International Conference on Immunonutrition (ICI), celebrada on-line del 14 al 16 de julio de 2021.This research was funded by projects AGL2015‐ 66886‐R (Spanish Ministry of Science and Innovation, MICIU) and PID2019‐103919RB‐100 (CSIC).Peer reviewe

Multifunctionality of lunasin and peptides released during its simulated gastrointestinal digestion

Oxidative stress, inflammation, and hypertension are recognized risk factors for non-communicable diseases. Because of the preventable character of these factors, the searching of dietary compounds with counteracting effects against them would provide a new framework for the development of novel multifunctional foods or nutraceuticals. Lunasin is a naturally occurring soybean peptide with chemopreventive and anti-inflammatory properties. Upon oral intake, lunasin is susceptible to the action of digestive enzymes during its transit through gastrointestinal tract. In spite of its cleavage into smaller peptides, these fragments have been suggested to contribute on the health beneficial effects attributed to lunasin. To confirm this hypothesis, the multifunctionality of lunasin derived-fragments was investigated. In vitro, peptides corresponding to the N-terminal and central regions of lunasin were demonstrated to inhibit angiotensin converting enzyme and to scavenge peroxyl and 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid (ABTS) radicals. Moreover, lunasin and fragments released during its gastrointestinal digestion exerted potent protective effects on cell viability and oxidative status in macrophages RAW264.7 challenged with chemicals tert-butylhydroperoxide and hydrogen peroxide. These peptides were also able to reduce the nitric oxide production in pro-inflammatory lipopolysaccharide-induced macrophages. These results confirm the promising role of lunasin and its derived-fragments as protective agents against oxidative damage and inflammation-associated diseases.The authors acknowledge the financial support provided by the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (AGL2015-66886-R). S. F.-T. is currently funded by the Instituto de Salud Carlos III (Sara Borrell fellowship CD17/00014).Peer reviewe

Hepatocarcinoma-associated pathways modulated by soybean peptide lunasin

Resumen del trabajo presentado a la 29th International Conference of FFC - 17th International Symposium of ASFFBC: "Functional Foods, Bioactive Compounds and Biomarkers for Aging and Related Diseases", celebradas on-line del 20 al 21 de septiembre de 2021.This work has received financial support from projects AGL2015‐66886‐R (Spanish Ministry of Science and Innovation, MICIU) and PID2019‐103919RB‐100 (CSIC).Peer reviewe

Role of food proteins and bioactive peptides in inflammatory bowel disease

[Background] Inflammatory bowel disease (IBD) comprises a group of chronic inflammatory disorders of the gastrointestinal tract which precise aetiology remains unknown. Diet is one of the main environmental factors involved in IBD as it modulates both the gut microbiota and the mucosal immune system. The gastrointestinal tract is therefore the main target of bioactive compounds, such as food-derived bioactive peptides.[Scope and approach] The present review provides an overview on the physiological relevance of food proteins, hydrolysates and peptides in the digestive system and explores the preventive and therapeutic role that they can play in IBD. Findings and insights from studies on cell cultures, animal models and human clinical trials are summarised and discussed.[Key findings and conclusions] The gastrointestinal mucosa presents unique mechanisms of immune tolerance towards nutrients and commensals under a delicate balance, which is nevertheless dysregulated in IBD. Counteracting this imbalance, dietary peptides carry a range of biological activities that might provide positive impact on gastrointestinal homeostasis. The anti-inflammatory, antioxidant and immunomodulatory properties of peptides from diverse food sources has been broadly evaluated in vitro. Protective mechanism of action through modulation of the pro-/anti-inflammatory and tolerogenic profile of immune responses has been demonstrated in animal models both in resting conditions and in IBD-like inflammation. However, there is still limited evidence in the human setting to support their bioactivity. This review highlights the impact of bioactive peptides in gastrointestinal health and encourages more robust information in clinical trials to ultimately elucidate their role as functional compounds in human IBD.The authors acknowledge the financial support provided by GETECCU (Grupo Español de Trabajo en Enfermedad Crohn y Colitis Ulcerosa), the Instituto de Salud Carlos III (PIE13/00041), and the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (AGL2015-66886-R). SFT is currently funded by the Instituto de Salud Carlos III (Sara Borrell fellowship CD17/00014).Peer reviewe

Multifuncionalidad y biodisponibilidad de péptidos derivados de proteínas de Erythrina edulis (pajuro)

Resumen del trabajo presentado a las III Jornadas Científicas CIAL Fórum, celebradas del 22 al 23 de noviembre de 2018 en el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL).Las enfermedades cardiovasculares y la diabetes mellitus tipo 2 son las principales causas de mortalidad en los países desarrollados. Estas enfermedades se encuentran íntimamente relacionadas entre sí y vinculadas a estados de estrés oxidativo. Debido al carácter multifactorial de estas enfermedades, aquellos péptidos capaces de ejercer diferentes bioactividades sobre el organismo presentan un alto potencial terapéutico y/o preventivo frente a dichos desórdenes. Uno de los grandes desafíos asociados a la administración por vía oral de péptidos bioactivos es su biodisponibilidad, siendo requisitos imprescindibles la resistencia de los péptidos a los procesos de digestión gastrointestinal y la capacidad para ser absorbidos a través del epitelio intestinal. Erythrina edulis (pajuro) es una leguminosa de elevado valor nutricional y biológico. Las semillas de esta planta presentan un alto contenido en proteínas de alta calidad y digestibilidad. Sin embargo, las evidencias sobre el potencial de las proteínas del pajuro como fuente de péptidos bioactivos es todavía muy limitada. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar dicho potencial identificando péptidos multifuncionales liberados tras la hidrólisis de las proteínas del pajuro con alcalasa. De entre los 30 péptidos identificados por MALDI-TOF y HPLC-ESI-MS/MS, 17 fueron seleccionados y sintetizados en base a su estructura. Se evaluó la actividad antioxidante, anti-inflamatoria e inhibidora de la actividad dipeptidil peptidasa IV (DPPIV) de los péptidos. Además, los péptidos fueron sometidos a un proceso de digestión gastrointestinal4 para estudiar su comportamiento bajo condiciones fisiológicas simuladas como paso previo a la evaluación de su biodisponibilidad. Los resultados confirman la liberación de péptidos multifuncionales a partir de las proteínas del pajuro que podrían servir como nuevos ingredientes de alimentos funcionales destinados a la prevención y/o tratamiento de la diabetes y otros desórdenes asociados al estrés oxidativo.Este trabajo fue financiado por los proyectos 186-FINCgT-IA-2013 (Innovate-Perú), A18040271 (VRI-UNMSM), y AGL2015-66886-R (MINECO, España).Peer reviewe