Identificação e avaliação de propriedades de polissacarídeos sulfatados de diferentes fontes naturais que possibilitem sua aplicabilidade biotecnológica

Sulfated polysaccharides (SP) are widely distributed in animals and seaweeds tissues. These polymers have been studied in light of their important pharmacological activities, such as anticoagulant, antioxidant, antitumoral, anti-inflammatory, and antiviral properties. On other hand, SP potential to synthesize biomaterials like as nanoparticules has not yet been explored. In addition, to date, SP have only been found in six plants and all inhabit saline environments. However, the SP pharmacological plant activities have not been carrying out. Furthermore, there are no reports of SP in freshwater plants. Thus, do SP from marine plants show pharmacological activity? Do freshwater plants actually synthesize SP? Is it possible to synthesize nanoparticles using SP from seaweed? In order to understand this question, this Thesis was divided into tree chapters. In the first chapter a sulfated polysaccharide (SPSG) was successfully isolated from marine plant Halodule wrightii. The data presented here showed that the SPSG is a 11 kDa sulfated heterogalactan contains glucose and xylose. Several assays suggested that the SPSG possessed remarkable antioxidant properties in different in vitro assays and an outstanding anticoagulant activity 2.5-fold higher than that of heparin Clexane® in the aPTT test; in the next chapter using different tools such as chemical and histological analyses, energy-dispersive X-ray analysis (EDXA), gel electrophoresis and infra-red spectroscopy we confirm the presence of sulfated polysaccharides in freshwater plants for the first time. Moreover, we also demonstrate that SP extracted from E. crassipes root has potential as an anticoagulant compound; and in last chapter a fucan, a sulfated polysaccharide, extracted from the brown seaweed was chemically modified by grafting hexadecylamine to the polymer hydrophilic backbone. The resulting modified material (SNFuc) formed nanosized particles. The degree of substitution for hydrophobic chains of 1H NMR was approximately 93%. SNFfuc-TBa125 in aqueous media had a mean diameter of 123 nm and zeta potential of -38.3 ± 0.74 mV, measured bydynamic light scattering. Tumor-cell (HepG2, 786, H-S5) proliferation was inhibited by 2.0 43.7% at SNFuc concentrations of 0.05 0.5 mg/ mL and RAEC non-tumor cell line proliferation displayed inhibition of 8.0 22.0%. On the other hand, nanogel improved CHO and RAW non-tumor cell line proliferation in the same concentration range. Flow cytometric analysis revealed that this fucan nanogel inhibited 786 cell proliferation through caspase and caspaseindependent mechanisms. In addition, SNFuc blocks 786 cell passages in the S and G2-M phases of the cell cycle

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Os polissacarídeos sulfatados (PS) são amplamente distribuídos em animais e tecidos de algas. Estes polímeros têm sido estudados em função da importância de suas atividades farmacológicas, tais como: anticoagulante, antioxidante, antitumoral, anti-inflamatória e as propriedades antivirais. Contudo, o potencial dos PS para sintetizar biomateriais, tais como nanopartículas, ainda é pouco explorado. Até então, os PS só foram encontrados em seis plantas e todas habitam ambientes salino. Não havendo relatos de PS em plantas de água doce. O que nos levou aos seguintes questionamentos: Os PS extraidos de vegetais marinhos não apresentam atividades farmacológicas? Os vegetais de água doce realmente sintetizam PS? É possível sintetizar nanopartículas utilizando PS a partir de algas marinhas? Para melhor entender as questões, esta tese foi dividida em três capítulos. No primeiro capítulo, um polissacarídeo sulfatado (SPSG) foi isolado a partir de um vegetal marinho Halodule wrightii. Os dados aqui apresentados mostram que o SPSG é uma heterogalactana sulfatada de 11 kDa constituida de glucose e xilose. Os ensaios realizados sugerem que o SPSG possue propriedades antioxidantes notáveis em diferentes ensaios in vitro e uma excelente actividade anticoagulante de 2,5 vezes mais elevadas do que a de heparina Clexane ® no teste APTT. No capítulo seguinte, utilizando ferramentas diferentes, tais como análises químicas e histológicas, análise de dispersão de raios-X (EDXA), eletroforese em gel e espectroscopia de infra-vermelho,confirmamos, em primeira mão, a presença de polissacarídeos sulfatados em vegetais de água doce. Além de demonstrarmos que o PS extraído a partir da raiz de E. crassipes tem potencial como um composto anticoagulante.No último capítulo uma fucana, um polissacárido sulfatado, extraído a partir de uma alga marrom, foi quimicamente modificada por adição de hexadecilamina à cadeia principal do polímero hidrofílico. O material resultante (SNFuc) forneceu partículas nanométricas. O grau de substituição para as cadeias hidrofóbicas de 1H RMN foi de aproximadamente 93%. SNFuc em meios aquosos tinha um diâmetro médio de 123 nm e potencial zeta de -38,3 ± 0,74 mV. Os ensaios com células tumorais (HepG2, 786, H-S5) demonstrou a ocorrência de uma inibição que variou de 2,0-43,7% em concentrações diferentes de SNFuc (0,05-0,5 mg / mL) resultado semelhante foi obtido com a RAEC monstrando uma inibição entre 8,0-22,0%. Por outro lado, o nanogel estimulou a proliferação de linhagens celulares não tumorais como CHO e RAW nas mesmas concentrações. Análise por citometria de fluxo revelou que este nanogel de fucana inibiu a proliferação celular de 786 por mecanismos dependentes e independentes de caspases. Além disso, bloqueou a passagens da célula 786 na fase S e G2-M do ciclo celular

2020-01-01