Caracterização físico-química e atividade imunomoduladora de polissacarídeos de Lentinus strigosus (Schwein.) Fr., cultivado sob fermentação submersa
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Data
Autores
Orientador(es)
Coorientador(es)
Pontes, Bruno
Campestrini, Luciano Henrique
Campestrini, Luciano Henrique
Membros da banca
Smiderle, Fhernanda Ribeiro
Fariña, Julia Inés
Fariña, Julia Inés
Pós-Graduação
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Editor
Universidade Federal do Amazonas
Tipo
Direito de acesso
DOI
Resumo
Neste trabalho foram estudadas frações polissacarídicas extraídas da biomassa micelial – obtida
via fermentação submersa – da linhagem de origem Amazônica do cogumelo comestível
Lentinus strigosus. Após a extração e purificação, as frações homogêneas obtidas, aquosa
(LSW) e alcalina (LSK) foram caracterizadas quanto à estrutura, propriedades físico-químicas
e reológicas, bem como efeitos imunomoduladores e adesivos em macrófagos. Ambos os
polissacarídeos apresentaram constituição majoritária de glucose, com traços de galactose,
manose, arabinose e xilose. Não foram detectados ácidos urônicos. Análises de ressonância
magnética nuclear (RMN) de 1H, 13C e DEPT-135 sugerem que a fração LSW contenha
unidades de →6)-β-D-Glcp-(1→, →4)-α-D-Glcp-(1→ e →6)-α-D-Galp-(1→ como
componentes majoritários. Já a fração alcalina (LSK) apresentou unidades de β-D-Glcp-(1→,
→3)-β-D-Glcp-(1→ e →3,6)-β-D-Glcp-(1→. Análises por espalhamento dinâmico de luz
(DLS) mostraram um diâmetro médio de 609,37 nm para as partículas polissacarídicas da fração
LSW, e 301,17 nm para LSK, ambas com dispersão homogênea de tamanhos. O potencial zeta
das duas frações foi similar, em torno de -6,58 mV para LSW e -5,47 mV para LSK, portanto
com densidade de cargas elétricas superficiais próxima da neutralidade, porém ligeiramente
negativas. Propriedades reológicas das soluções de polissacarídeos foram avaliadas em termos
do modulo de armazenamento elástico (G’), modulo de perda viscosa (G”) e viscosidade
complexa (η*), indicando um caráter de gel fraco para LSW e de líquido viscoso para LSK, não
exibindo histerese térmica significativa. Ambas as frações apresentaram significativa atividade
imunomoduladora em macrófagos murinos, estimada através da dosagem de citocinas por
ELISA. Em células RAW-264.7, LSW estimulou a produção de IL-6 e TNF-α, inibindo a
produção de IL-10, enquanto LSK não apresentou indução ou inibição de tais citocinas. Já em
células J774.1, ambas frações apresentaram atividade semelhante, ativando a produção de TNF α, inibindo IL-10 e sem influenciar os níveis de IL-6. Microesferas de poliestireno revestidas
com os polissacarídeos foram manipuladas com pinças ópticas (OT) para interagir com
macrófagos vivos em cultura, apresentando tempo característico necessário para adesão à
superfície celular bastante inferior ao controle, em torno de 13,38 s (LSW) e 13,94 s (LSK),
sugerindo que tais polissacarídeos são rapidamente reconhecidos pelos macrófagos. Diante dos
resultados, os polissacarídeos de L. strigosus apresentam propriedades distintas quando obtidos
via extração aquosa e alcalina, ambos com atividade imunoestimuladora in vitro, verificada
através de uma provável resposta inflamatória e rápida adesão/reconhecimento por macrófagos.
Tais resultados vêm a contribuir com o conhecimento sobre o potencial de L. strigosus da
Amazônia como cogumelo produtor de biomoléculas com benefícios à saúde e propriedades
nutracêuticas ou funcionais, com foco na modulação imune. Como perspectivas futuras, estudos
mais aprofundados de caracterização estrutural, mecanismos imunológicos ativados e o
screening de outras atividades biológicas desses polímeros são recomendados, assim como a
otimização e escalonamento de produção.
Abstract
In this study, polysaccharide fractions extracted from the mycelial biomass – obtained by submerged fermentation – from the Amazonian strain of edible mushroom Lentinus strigosus were studied. After extraction and purification, homogenous fractions (aqueous, LSW, and alkaline, LSK) were characterized regarding their structure, physicochemical and rheological properties, as well as immunomodulatory and adhesive effects on macrophages. Both polysaccharides were mostly composed of glucose, with trace amounts of galactose, mannose, arabinose, and xylose. Uronic acids were not detected. 1H, 13C and DEPT-135 nuclear magnetic resonance (NMR) analysis suggests the presence of →6)-β-D-Glcp-(1→, →4)-α-D-Glcp-(1→ and →6)-α-D-Galp-(1→ as major units in LSW, while LSK is mostly composed of β-D-Glcp-(1→, →3)-β-D-Glcp-(1→ and →3,6)-β-D-Glcp-(1→. Dynamic light scattering (DLS) showed an average diameter of 609.37 nm for particles present in the LSW fraction, and 301.17 nm for LSK, both with homogeneous size dispersion. Zeta potential of the two fractions was similar, around -6.58 mV for LSW and -5.47 mV for LSK, therefore with a density of superficial electric charges close to neutrality, but slightly negative. Rheological properties of polysaccharide solutions were estimated in terms of elastic storage modulus (G’), viscous loss modulus (G”), and complex viscosity (η*), suggesting a weak gel-like character for LSW and viscous-fluid for LSK, not exhibiting significant thermal hysteresis. Both fractions showed a strong immunomodulatory effect in murine macrophages, estimated through ELISA-mediated cytokine dosing. In RAW 264.7 cells, LSW stimulated the release of IL-6 and TNF-α, inhibiting the production of IL-10, while LSK did not show significant induction or inhibition of these cytokines. In J774.1 cells, both fractions showed similar activity, enhancing TNF-α production, inhibiting IL-10, and no influence on IL-6. Polystyrene microspheres coated with the polysaccharides were manipulated with optical tweezers (OT) to interact with live macrophages in culture. It was observed that samples had a characteristic time required for adhesion to cell surface much lower than control, around 13.38 s (LSW) and 13.94 s (LSK), suggesting they are rapidly recognized by macrophages. Considering the results, polysaccharides from L. strigosus have distinct properties when obtained via aqueous and alkaline extraction, showing in vitro immunostimulant activity, verified through a probable inflammatory response and rapid adhesion/recognition by macrophages. These results contribute to the knowledge about the potential of Amazonian L. strigosus as a producer of biomolecules with health benefits and nutraceutical or functional properties, with a focus on immune modulation. As future perspectives, further characterization of structure, activated immunological mechanisms, and screening of other biological activities of these polymers are highly recommended, as well as production optimization and upscaling.
Descrição
Palavras-chave
Termo controlado
Lentinula; Imunomodulação; Cogumelos comestíveis - Amazônia
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)
Citação
SILVA, Jefte Farias da. Caracterização físico-química e atividade imunomoduladora de polissacarídeos de Lentinus strigosus (Schwein.) Fr., cultivado sob fermentação submersa. 2022. 88 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2022.
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