Extração, caracterização e prospecção de atividades farmacológicas de polissacarídeos sulfatados da macroalga verde Caulerpa prolifera

This study aimed to extract, characterize and conduct a prospective analysis of pharmacological activities of sulfated polysaccharides from green seaweed Caulerpa prolifera. Seven fractions (CP-0.3/CP-0.5/CP-0.7/CP-0.9/CP-1.1/CP-1.5/CP-2.0) were obtained from C. prolifera by alkaline proteolysis followed by sequential precipitation in acetone. The physicochemical analyzes indicated that C. prolifera synthesizes a homogalactan (CP-0.9) and different populations of sulfated heteropolysaccharides. In the analysis of anticoagulant activity, all fractions except CP-0.3, influenced the intrinsic coagulation pathway. All fractions showed antioxidant activity in six different assays being more pronounced in hydrogen peroxide scavenging assay, especially CP-0.3, CP-0.7 and CP-0.9 (which obtained 61% of hydrogen peroxide scavenging), in ferric chelation assay (especially CP-0.9 with 56% chelation) and cupric chelation assay (especially CP-2.0 with 78% chelation). With respect to immunomodulatory activity, the presence of CP-0.3, CP-0.7 and CP-0.9 showed an immunogenic potential, increasing the production of nitric oxide (NO) by 48, 142 and 163 times, respectively. Conversely, the NO synthesis fell 73% after the activation of macrophages by LPS, incubated concurrently with CP-2.0. The anti-adipogenic activity of the fractions was also evaluated and CP-1.5 was able to reduce the differentiation of pre-adipocytes (3T3-L1) into adipocytes by 60%, without affecting the cell viability. The fractions CP-0.3, CP-0.5 and CP-0.9 reduced the viability of the HeLa cells (human cervical adenocarcinoma) by 55% and CP-1.5 reduced the viability of the 786-0 cells (human renal adenocarcinoma) by 75%. Leishmanicidal activity and microbicide effect against Carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae (KPC) have not been identified. However, the viability of Staphylococcus epidermidis was reduced by 23.8% in the presence of CP -1.5. All fractions were able to change the formation of calcium oxalate crystals. CP-0.3, CP-0.5 and CP-1.1 only promoted the formation of COD type crystals with a very small size (1 μm). Confocal microscopy and zeta potential data of crystals formed in the presence of the samples showed that the polysaccharides present in the fractions must interact with calcium ions present throughout the crystal lattice, affecting the growth and morphology of crystals The results described herein indicate that the fractions rich in polysaccharides obtained from the green seaweed C. prolifera present a multi therapeutic potential, and subsequent purification steps, as well as research on the mechanisms of action by which these polymers act should be investigated.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O presente estudo teve como objetivo extrair, caracterizar e realizar uma análise prospectiva de atividades farmacológicas de polissacarídeos sulfatados da macroalga verde Caulerpa prolifera. Sete frações (CP-0.3/CP-0.5/CP-0.7/CP-0.9/CP-1.1/CP-1.5/CP-2.0) foram obtidas de C. prolifera por proteólise alcalina seguida de precipitação sequencial em acetona. As análises físico-químicas indicaram que C. prolifera sintetiza diferentes populações de heteropolissacarídeos sulfatados. Na análise da atividade anticoagulante, todas as frações, exceto CP-0.3, apresentaram influência sobre a via intrínseca da coagulação. Todas as frações apresentaram atividade antioxidante em 6 ensaios diferentes, sendo mais pronunciadas no teste de sequestro de peróxido de hidrogênio, com destaque para CP-0.3, CP-0.7 e CP-0.9 (quando se obteve até 61% de sequestro), no teste de quelação férrica (com destaque para CP-0.9, com 56% de quelação) e no teste de quelação cúprica (com destaque para CP-2.0, com quelação de 78%). Com relação a ação imunomoduladora, a presença de CP-0.3, CP-0.7 e CP-0.9 promoveu aumento da produção de óxido nítrico (ON) em macrófagos em até 48, 142 e 163 vezes, respectivamente. De maneira oposta, a síntese de ON caiu em 73% quando macrófagos ativados por LPS foram incubados concomitantemente com CP-2. A atividade anti-adipogênica das frações também foi avaliada e o destaque ficou com CP-1.5, na presença desta fração (0,2 mg/mL) a diferenciação de pré-adipócitos (3T3-L1) em adipócitos foi reduzida em 60%. Vale salientar, que a viabilidade das células 3T3-L1 não foi afetada pela presença de CP-1.5. O que não ocorreu com células de câncer cervical humano (HeLa) e de adenocarcinoma renal humano (786-0), já que a viabilidade dessas células caiu quando elas foram expostas as frações, o destaque foi para a redução da viabilidade em torno de 55% quando as células HeLa foram incubadas com CP-0.3, CP-0.5 e CP-0.9. Já com 786-0, o melhor resultado encontrado foi com o uso da fração CP-1.5, quando se obteve uma redução de ~75% da viabilidade celular. Não se identificou atividade leishmanicida ou microbicida contra a Klebsiella pneumoniae Carbapenemase (KPC) com ao se testar as frações contra estes organismos. No entanto, a proliferação de Staphylococcus epidermidis foi diminuída em 30% na presença de CP-1.5. Outro resultado relevante, foi a observação de que a formação de cristais de oxalato cálcio na presença das frações era alterada. Destaca-se CP-0.3, CP-0.5 e CP-1.1, já que na presença dessas frações identificou-se apenas a formação de cristais dihidratados e de tamanho médio 80% menor do que aquele verificado no grupo controle. Dados oriundos da avaliação do potencial zeta dos cristais formados na presença das frações e da avaliação de imagens de microscopia confocal de cristais formados na presença das frações marcadas fluorescentemente levaram a hipótese de que os polissacarídeos presentes nas frações interagem com o cálcio da rede cristalina e isso afeta o crescimento e a morfologia dos cristais formados. Os resultados aqui descritos levam a sugestão de os principais agentes responsáveis pelas atividades observadas com as frações seriam os polissacarídeos sulfatados, portanto passos posteriores de purificação desses polímeros, bem como a investigação de seus mecanismos de ação devem ser investigados. Por fim, os dados aqui obtidos levam a observação de que as frações ricas em polissacarídeos obtidas da alga C. prolifera apresentam um potencial multiterapêutico por serem anticoagulantes, antioxidantes, imunomoduladores, citotóxicas contra células tumorais, anti-adipogenicos, antibacterianas e alterarem a formação de cristais de oxalato de cálcio.