Avaliação da atividade osteogênica e antidipogênica de polissacarídeos sulfatados de macroalgas marinhas verdes

The sulfated polysaccharides (SP) of seaweeds are highly complex and heterogeneous macromolecules that have shown diverse activities, including in the modeling of osteogenic and adipogenic differentiation. Thereafter, these molecules have been studied in the scope of regenerative medicine for the...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Chaves Filho, Gildacio Pereira
Outros Autores: Moreira, Susana Margarida Gomes
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Regeneração óssea
Obesidade
Genotoxicidade
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47048
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Chaves Filho, Gildacio Pereira
Avaliação da atividade osteogênica e antidipogênica de polissacarídeos sulfatados de macroalgas marinhas verdes
description The sulfated polysaccharides (SP) of seaweeds are highly complex and heterogeneous macromolecules that have shown diverse activities, including in the modeling of osteogenic and adipogenic differentiation. Thereafter, these molecules have been studied in the scope of regenerative medicine for the development of alternative therapies to overcome diseases related to bone metabolism and obesity. Among the SP, those derived from green seaweeds are the least studied and, therefore, in this work, the osteogenic and antiadipogenic activity of SPcontaining samples from Caulerpa prolifera and Caulerpa sertularioides were investigated. As an essential part of biocompatibility evaluation of new molecules, the genotoxicity of samples with biological activity was also studied. Several reviews describe the multiple bioactivities of SP from seaweeds, however, regarding their osteogenic activity, there is no consensus on how to use them and their real effectiveness in this process. Therefore, in this study, a systematic review was carried out to answer the question “Do SP from seaweeds promote osteogeniesis?”. The results of this review show that SP from seaweeds effectively promote an increase in osteogenic markers (alkaline phosphatase and extracellular matrix mineralization), indicating that they can be considered for application in bone regeneration. The experimental results obtained with the treatment of human stromal stem cells with SP-containing samples of C. prolifera and C. sertularioides, at non-cytotoxic concentrations (<10 µg/mL), showed an increase in osteogenic markers. Under these conditions, no genotoxic effect was observed. It was also shown that one fraction containing PS isolated from C. prolifera inhibited adipogenic differentiation of 3T3L1 pre-adipocytes, at non-cytotoxic concentrations (<200 µg/mL), reducing the accumulation of total lipids and triglycerides in the C. elegans. Surprisingly, it was possible to refine the purification of C. sertularioides samples, using ion exchange chromatography, and one SP-rich subfraction, with greater antiadipogenic effect, was obtained. Thus, the antiadipogenic effect was achieved using a significantly lower sample concentration (50 µg/mL) than those reported in the literature. Together, the results highlight the potential of SP for application in the development of alternative therapies for problems related to bone regeneration and obesity.
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Among the SP, those derived from green seaweeds are the least studied and, therefore, in this work, the osteogenic and antiadipogenic activity of SPcontaining samples from Caulerpa prolifera and Caulerpa sertularioides were investigated. As an essential part of biocompatibility evaluation of new molecules, the genotoxicity of samples with biological activity was also studied. Several reviews describe the multiple bioactivities of SP from seaweeds, however, regarding their osteogenic activity, there is no consensus on how to use them and their real effectiveness in this process. Therefore, in this study, a systematic review was carried out to answer the question “Do SP from seaweeds promote osteogeniesis?”. The results of this review show that SP from seaweeds effectively promote an increase in osteogenic markers (alkaline phosphatase and extracellular matrix mineralization), indicating that they can be considered for application in bone regeneration. The experimental results obtained with the treatment of human stromal stem cells with SP-containing samples of C. prolifera and C. sertularioides, at non-cytotoxic concentrations (<10 µg/mL), showed an increase in osteogenic markers. Under these conditions, no genotoxic effect was observed. It was also shown that one fraction containing PS isolated from C. prolifera inhibited adipogenic differentiation of 3T3L1 pre-adipocytes, at non-cytotoxic concentrations (<200 µg/mL), reducing the accumulation of total lipids and triglycerides in the C. elegans. Surprisingly, it was possible to refine the purification of C. sertularioides samples, using ion exchange chromatography, and one SP-rich subfraction, with greater antiadipogenic effect, was obtained. Thus, the antiadipogenic effect was achieved using a significantly lower sample concentration (50 µg/mL) than those reported in the literature. Together, the results highlight the potential of SP for application in the development of alternative therapies for problems related to bone regeneration and obesity. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Os polissacarídeos sulfatados (PS) de macroalgas marinhas são macromoléculas altamente complexas e heterogêneas que têm mostrado diversas atividades, incluindo na modelação da diferenciação osteogénica e adipogénica. Nesse sentido, estas moléculas têm sido estudadas no âmbito da medicina regenerativa para o desenvolvimento de terapias alternativas para contornar doenças relacionadas com o metabolismo ósseo e a obesidade. Dentre os PS dos diferentes tipos de algas marinhas, os derivados das algas verdes são os menos estudos e, por isso, neste trabalho foi avaliada a atividade osteogênica e antiadipogênica de amostras ricas em PS obtidos das algas verdes Caulerpa prolifera e Caulerpa sertularioides. Como parte imprescindível da avaliação da biocompatibilidade de novas moléculas, a genotoxicidade das amostras com atividade biológica também foi estudada. Várias revisões descrevem as múltiplas bioatividades dos PS das algas, no entanto, quanto à sua atividade osteogênica, não há consenso sobre como utilizálos e qual a sua real eficácia nesse processo. Portanto, neste estudo foi realizada uma revisão sistemática para responder à questão “Os PS derivados de algas marinhas promovem a diferenciação osteogênica?”. Os resultados desta revisão apontam que os PS de algas marinhas, efetivamente, promovem um aumento nos marcadores osteogênicos (fosfatase alcalina e mineralização da matriz extracelular), indicando que podem ser considerados para aplicação na regeneração óssea. Os resultados experimentais obtidos com o tratamento das células-tronco estromais humanas com os extratos ricos em PS de C. prolifera e C. sertularioides, em concentrações não citotóxicas (<10 µg/mL), mostraram o aumento dos marcadores osteogênicos, na ausência de efeito genotóxico. Também foi mostrado que uma fração contendo PS isolados de C. prolifera inibe a diferenciação adipogênica de pré-adipocitos 3T3L1, em concentrações não citotóxicas (<200 µg/mL), reduzindo o acúmulo de lipídios totais e triglicerídeos no modelo C. elegans. O refinamento das amostras ricas em PS de C. sertularioides, por cromatografia de troca iônica, resultou em uma subfração com maior efeito antiadipogênico, usando uma concentração significativamente menor (50 µg/mL) do que aquelas relatadas na literatura. Em conjunto, os resultados realçam o potencial dos PS para aplicação no desenvolvimento de terapias alternativas para a problemas relacionados com a regeneração óssea e a obesidade. 2025-03-15 2022-04-25T20:32:46Z 2022-01-19 doctoralThesis CHAVES FILHO, Gildacio Pereira. Avaliação da atividade osteogênica e antidipogênica de polissacarídeos sulfatados de macroalgas marinhas verdes. 2022. 153f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47048 pt_BR Acesso Embargado application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA

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