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Previous issue date: 2015-07-31 / CNPq / A quitosana é um polissacarídeo pseudonatural, biodegradável, não tóxico, com a natureza catiônica, que possui diversas aplicações biotecnológicas. No entanto, em consequência a sua elevada massa molecular, este polímero apresenta baixa solubilidade em pH neutro e alta viscosidade, limitando assim o seu uso em alimentos, cosméticos, produtos farmacêuticos e indústrias agrícolas. A produção de oligossacarídeos de quitosana (QOS) é uma forma eficaz de melhorar a solubilidade de quitosana e diminuir a sua viscosidade, aumentando assim as suas possíveis aplicações. Dessa forma, a proposta deste trabalho foi de produzir QOS obtidos a partir dos resíduos do processamento do camarão marinho Litopenaeus vannamei, caracterizar quimicamente e avaliar suas atividades antioxidantes, citotoxicidade, toxicidade aguda e suas atividades analgésicas e antitumorais in vivo. A quitosana foi produzida a partir de resíduos de camarão pelo método de autólise enzimática, seguido de hidrólise enzimática durante 20 horas a 40 ° C utilizando pepsina, obtendo a partir desta reação, quitosana de baixo peso molecular e QOS. A caracterização estrutural foi realizada por espectroscopia de infravermelho (FT-IR), de ressonância magnética nuclear (RMN) de ¹³C e de massa (MALDI-TOF). Para determinar a atividade antioxidante, os ensaios de ABTS, quelante de ferro (Fe²⁺) e a proteção do DNA submetido à reação de Fenton também foram realizadas. A citotoxicidade foi avaliada usando as linhagens tumorais NCI-H292, HT-29, MCF-7, Hep-2 e RAEC. Avaliou-se a toxicidade aguda destes compostos em camundongos, bem como a atividade analgésica e antitumoral dos QOS frente a tumores do tipo carcinoma de Ehrlich e sarcoma 180. Os QOS produzidos mostraram completa solubilidade e baixa viscosidade em meio aquoso. Os gráficos de FT-IR e RMN mostraram um perfil similar ao da quitosana. Quando analisados por MALDI-TOF, os oligossacarídeos mostraram uma massa molecular entre 0,8-2,6 kDa possuindo um pico majoritário correspondente a estruturas de heptâmero. OS QOS apresentaram, a 1 mg/ml, uma atividade antioxidante por ABTS de 37,94%, e capacidade em quelar íons de ferro de 22,38%, além de exibirem proteção ao DNA a 100 μM. Os QOS obtidos não apresentaram toxicidade celular a 25 μM contra células tumorais. Os compostos apresentaram atividade analgésica dose-dependente e capacidade para a inibição de crescimento tumoral in vivo. Para os tumores do carcinoma de Ehrlich, os QOS inibiram 61,8%, enquanto para o sarcoma 180, inibiram 63,1%, do crescimento de tumores em camundongos Estes resultados mostram a eficácia destes oligômeros, obtidos a partir de resíduos de camarão, em atuar com agentes antioxidantes, atóxicos, além de conferirem ação analgésica e antitumoral in vivo. Estudos futuros são importantes para determinar claramente as atividades biológicas destes compostos. / Chitosan is a pseudonatural non-toxic biodegradable polysaccharide, with cationic nature which has several biotechnological applications. However, its high molecular weight results in low solubility at neutral pH and its high viscosity limits its uses in human cosmetic products, food, pharmaceuticals and agriculture industries. The production of chitosan oligosaccharides is an effective way to improve the chitosan solubility and decrease its viscosity, thereby enhancing its application. Accordingly, this work aimed to produce and characterize chitosan oligosaccharides (COS) obtained from the residues of the marine shrimp Litopenaeus vannamei process and evaluate their antioxidant, cytotoxic, agude toxicity, analgesic and antitumor activity. Chitosan was produced from shrimp heads by enzymatic autolysis, followed by enzymatic hydrolysis for 20 hours at 40 ° C using pepsin resulting in chitoligosaccharides and low molecular weight chitosan. The characterization was performed by infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR) 13C and mass spectrometry (MALDI-TOF). To determine the antioxidant potential of COS experiments using ABTS, reducing power and chelating potential of Fe2+ were evaluated, and to understand the protection of DNA biomolecule, the Fenton reaction was performed. The cytotoxicity was evaluated using NCI-H292, HT-29, MCF-7 and Hep-2 human tumor cell lines. We evaluated the acute toxicity of these compounds in mice, as well as the analgesic and antitumor activity in vivo. The oligosaccharides produced showed complete solubility and low viscosity in aqueous media. The FT-IR and NMR charts showed a profile close to that of chitosan. When analyzed by MALDI-TOF, oligosaccharides showed a molecular weight between 0.8-2.6 kDa. The antioxidant activity for ABTS was of 37.94%, chelating abilities on ferrous ions was of 22.38 % at 1 mg/mL and exhibited DNA protection for 100 μM. COS obtained did not show cytotoxicity in 25μM. The compounds showed analgesic activity dose dependent and interesting ability to tumor inhibition in vivo. For Ehrlich carcinoma tumors COS inhibited 61.8% while for sarcoma 180, COS inhibited 63.1%, of the growth of tumor in mice These results show the efficiency of these oligomers obtained from shrimp waste heads, which have similar structures to those of chitosan, allowing the improvement of its properties. Future studies are important to determine clearly the biological activities of these compounds.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/28830 |
| Date | 31 July 2015 |
| Creators | SILVA, Milena Marcia da |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/2205151409139871, BEZERRA, Ranilson de Souza, CAHÚ, Thiago Barbosa |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Bioquimica e Fisiologia, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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