Diamine oxidase supplements:New technological investigations, interactions, and quantitative approaches

Abstract

El dèficit de diamina oxidasa (DAO) redueix la degradació de la histamina, contribuint a la intolerància a la histamina. Com que la DAO intestinal metabolitza la histamina exògena, el seu dèficit provoca la seva acumulació, desencadenant migranyes, problemes digestius i símptomes similars a al·lèrgies. Encara que hi ha suplements rics en DAO d’origen vegetal i animal amb potencial per restaurar el metabolisme de la histamina, encara hi ha desafiaments relacionats amb la seva eficàcia segons l’origen, estabilitat, interaccions amb antihistamínics i aplicacions en recerca i indústria. Aquesta tesi amb menció industrial investiga els factors que influeixen en l’eficàcia de la suplementació amb DAO, centrant-se en les interaccions amb fàrmacs, la millora de l’estabilitat i la optimització de mètodes analítics. Els antihistamínics poden interferir en l’activitat de la DAO, afectant el metabolisme de la histamina. Aquest estudi analitza aquestes interaccions i explora estratègies de co-administració per millorar la gestió de la intolerància en persones amb dèficit de DAO. L’estabilitat és clau. Es va avaluar la trehalosa com a estabilitzant, millorant la vida útil dels suplements, reduint la necessitat de cadena de fred i disminuint costos. A més, es va desenvolupar un nou assaig colorimètric com a alternativa ràpida, econòmica i d’alt rendiment per mesurar l’activitat de la DAO. Mitjançant aquesta metodologia, es van estudiar les cinètiques de degradació de la histamina en suplements de DAO d’origen vegetal i animal, mostrant una afinitat de substrat similar. Finalment, un estudi òmic exploratori va identificar compostos clau i molècules bioactives amb beneficis addicionals. Aquests descobriments optimitzen la suplementació amb DAO, millorant-ne l’aplicabilitat, facilitant així una gestió més eficaç de la intolerància a la histamina.

El déficit de diamino oxidasa (DAO) reduce la degradación de histamina, contribuyendo a la intolerancia a la histamina. Dado que la DAO intestinal metaboliza la histamina exógena, su déficit provoca acumulación de histamina, desencadenando migrañas, problemas digestivos y síntomas similares a alergias. Aunque existen suplementos ricos en DAO de origen vegetal y animal con potencial para restaurar el metabolismo de la histamina, persisten desafíos en cuanto a su eficacia según el origen, estabilidad, interacciones con antihistamínicos y aplicaciones en investigación e industria. Esta tesis con mención industrial investiga los factores que influyen en la eficacia de la suplementación con DAO, centrándose en sus interacciones con fármacos, la mejora de su estabilidad y la optimización de métodos analíticos. Los antihistamínicos pueden interferir con la actividad de la DAO, afectando el metabolismo de la histamina. Este estudio analiza dichas interacciones y explora estrategias de co-administración para mejorar la gestión de la intolerancia en personas con déficit de DAO. La estabilidad es clave. Se evaluó la trehalosa como estabilizante, mejorando la vida útil de los suplementos, reduciendo la necesidad de cadena de frío y disminuyendo costes. Además, se desarrolló un nuevo ensayo colorimétrico como alternativa rápida, económica y de alto rendimiento para medir la actividad de la DAO. Mediante esta metodología, se estudiaron las cinéticas de degradación de histamina en suplementos de DAO de origen vegetal y animal, mostrando una afinidad de sustrato similar. Finalmente, un estudio ómico exploratorio identificó compuestos clave y moléculas bioactivas con beneficios adicionales. Estos hallazgos optimizan la suplementación con DAO, mejorando su estabilidad, caracterización e interacción con fármacos, facilitando así una gestión más eficaz de la intolerancia a la histamina.

Diamine oxidase (DAO) deficiency leads to reduced histamine degradation, contributing to histamine intolerance (HIT). As intestinal DAO metabolises exogenous histamine, its deficiency causes histamine accumulation, triggering migraines, digestive issues, and allergy-like symptoms. DAO-rich supplements from both animal and plant sources are widely available and have shown potential in restoring histamine metabolism. However, challenges remain regarding their effectiveness based on origin, stability, and interactions with antihistaminic drugs, as well as research and industrial applications. This thesis with industrial mention investigates factors influencing DAO supplementation effectiveness, focusing on drug-enzyme interactions, stability enhancement, and improved analytical methods. Antihistaminic drugs may interfere with DAO activity, affecting histamine metabolism. This study evaluates these interactions and explores co-administration strategies to support individuals with DAO deficiency. Stability is crucial. Trehalose was assessed as a stabiliser, significantly extending self-life of the supplements, reducing cold chain dependence, and lowering costs. Additionally, a novel colourimetric assay was developed as a cost-effective, high-throughput method for measuring DAO activity. Using this methodology, the kinetics of histamine degradation by plant- and animal-derived DAO supplements were determined, revealing a similar substrate affinity. To further characterise DAO supplements and understand intrinsic differences, an exploratory omic study was conducted, integrating proteomic, metabolomic, and lipidomic analyses. This approach identified key compounds contributing to enzymatic behaviour and revealed bioactive molecules with potential additional health benefits. Thus, DAO supplementation optimisation was achieved, enhancing HIT management by addressing drug interactions, enzyme stability, supplement characterisation, and improved DAO measurement methods, ultimately contributing to more accessible and effective treatments.