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Título: Avaliação da genotoxicidade e do potencial osteogênico de polissacarídeos sulfatados de algas marinhas
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the genotoxicity and osteogenic potential of seaweed sulfated polysaccharides
Autor(es): Sousa, Angélica Fernandes Gurgel de
Palavras-chave: Células-tronco mesenquimais da geleia de Wharton;Medicina regenerativa;Macroalgas marinhas;Fucus vesiculosus;Caulerpa sertularioides
Data do documento: 26-Mai-2017
Citação: SOUSA, Angélica Fernandes Gurgel de. Avaliação da genotoxicidade e do potencial osteogênico de polissacarídeos sulfatados de algas marinhas. 2017. 92f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: Problems related with bone defects continue to motivate the search for more effective therapies. Thus, the combination of biomaterials, stem cells and bioactive molecules is part of the tools used by regenerative medicine to achieve this goal. Several studies have already shown the osteogenic potential of sulfated polysaccharides (SPs) extracted from marine macroalgae. Among them, fucoidan, isolated from brown algae Fucus vesiculosus, is the most studied, and is already commercialized by some companies. Green algae are also a source of SPs, but these are even more unexploited in the scope of bone regeneration. In general, the clinical applications of SPs from algae are very limited, because studies on their effects are scarce, for example, their genotoxic effects are unknown in most cases. Thus, in this work, we evaluated the osteogenic activity of Fucoidan from F. vesiculosus (an extract commercialized by Sigma), 2) SPs-rich samples obtained from subfractionation of commercial fucoidan, and 3) SPs-enriched extract from green algae Caulerpa Sertularioides, using human mesenchymal stem cells isolated from the Wharton jelly of umbilical cords (CTMH-GW) as cell model. It was also studied the genotoxic potential of the total extracts of F. vesiculosus and C. sertularioides, using the cytokinesis block micronucleus assay (CBMN) in the line CHO-K1. The genotoxicity of fucoidan’s subfraction that presented greater osteogenic potential was also evaluated. The MTT reduction assays showed that SPs-enriched samples did not show significant cytotoxicity over 72 h, up to 10 μg.mL-1. Alkaline phosphatase (ALP) activity and mineralization assays suggest that SPs-enriched samples have different osteogenic activities: fucoidan subfraction FUC 0.5 (5 μg.mL-1) showed the best result, increasing 124% the ALP activity in relation to the positive control (cells maintained in osteogenic medium). The total extract of C. sertularioides (5 μg.mL-1) increased the ALP activity by 192%. In addition, all samples tested induced calcium accumulation in the extracellular matrix. Concerning to genotoxicity, CBMN assay results suggest that, under the tested conditions, these samples are not genotoxic, indicating their potential as alternative bone regeneration therapy.
metadata.dc.description.resumo: Os problemas relacionados com defeitos ósseos continuam a motivar a busca de terapias mais eficazes. Assim, a combinação de biomateriais, células-tronco e moléculas bioativas fazem parte das ferramentas usadas pela medicina regenerativa para alcançar esse objetivo. Diversos estudos já mostraram o potencial osteogênico dos polissacarídeos sulfatados (PSs) extraídos de macroalgas marinhas. Entre eles, o fucoidan, isolado da alga marrom Fucus vesiculosus, é o mais estudado, sendo já comercializado por algumas empresas. As algas verdes também são fonte de PSs, mas estas são ainda pouco exploradas para aplicações na regeneração óssea. Em geral, as aplicações clínicas dos PSs extraídos de algas ainda são limitadas devido à escassez de estudos sobre os seus efeitos, como por exemplo, o potencial genotóxico é desconhecido na maioria dos casos. Assim, neste trabalho avaliamos a atividade osteogênica 1) do Fucoidan de F. vesiculosus (um extrato comercializado pela Sigma), 2) das amostras ricas em PSs obtidas do subfracionamento do fucoidan comercial, e 3) do extrato rico em PSs extraídos da alga verde Caulerpa sertularioides usando como modelo células-tronco humanas isoladas da geleia de Wharton de cordões umbilicais (CTMH-GW). Estudou-se também o potencial genotóxico dos extratos totais de F. vesiculosus e C. sertularioides e posteriormente, da subfração do fucoidan que apresentou maior potencial osteogênico, utilizando do ensaio de micronúcleo com bloqueio da citocinese (CBMN) na linhagem CHO-K1. Os ensaios de redução do MTT evidenciaram que as amostras ricas em PSs não apresentaram citotoxicidade significativa ao longo de 72 h, até 10 μg.mL-1. Os ensaios de atividade da fosfatase alcalina (ALP) e de mineralização sugerem que as amostras ricas em PSs possuem atividades osteogênicas diferentes: a subfração do fucoidan FUC 0.5 (5 μg.mL-1) foi a que apresentou melhor resultado, aumentando 124% a atividade da ALP em relação ao controle positivo (células mantidas em meio osteogênico). Já o extrato total de C. sertularioides (5 μg.mL-1) aumentou 192% a atividade da ALP. Adicionalmente, todas as amostras testadas induziram o acúmulo de cálcio na matriz extracelular. Quanto à genotoxicidade, os resultados do ensaio CBMN sugerem que, nas condições testadas, estas amostras não são genotóxicas, indicando que podem ser uma alternativa para terapias de regeneração óssea.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24462
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