Esponjas marinhas : potenciais aplicações biotecnológicas

O Oceano tem se revelado prolífico em organismos com propriedades únicas em termos de aplicação biotecnológica. Entre estes, as esponjas marinhas estão representadas em cerca de 45% de todos os produtos naturais extraídos de organismos marinhos. Este trabalho apresenta dois casos de estudo de potenciais aplicações biotecnológicas encontradas em esponjas marinhas: a potente actividade anti-VIH observada na espécie Erylus discophorus e a bioacumulação de níquel no género Cliona. O primeiro caso poderá ter evidente aplicação na indústria farmacêutica; o segundo poderá eventualmente vir a demonstrar-se útil em termos de bioremediação. O trabalho desenvolvido no capítulo 2, Erylus discophorus e inibição do VIH-1, tinha como objectivos principais a identificação da(s) molécula(s) responsável(eis) por esta inibição, o seu isolamento e elucidação da sua estrutura e mecanismo de inibição. Embora estes objectivos não tenham sido atingidos, devido à impossibilidade de isolamento de uma molécula bioactiva sem consequente perda de actividade, observouse que esta actividade anti-viral é específica para a espécie Erylus discophorus, independentemente da sua localização geográfica. Não se exclui a possibilidade de um efeito sinergístico de duas ou mais moléculas. No entanto, determinou-se que a principal molécula responsável pela actividade anti-VIH será de natureza glicídica ou glicoproteíca, extremamente hidrofílica, com uma massa molecular acima de 2000 kDa e carga aniónica a pH 6. No capítulo 3, Família Clionidae e bioacumulação de níquel, os objectivos principais focaram o estudo da reprodutibilidade dos elevados teores de níquel, a elucidação do mecanismo e esclarecimento da origem biológica da bioacumulação. Os resultados apontam para a existência de uma bioacumulação de níquel específica para o “complexo Cliona viridis”, independente da localização geográfica, da contaminação ambiental e de outras variações sazonais. Estas esponjas acumulam níquel em teores médios de 1300 ppm, na sua forma iónica livre, Ni2+, ou associado a uma molécula de massa molecular inferior a 3000 Da. Propõe-se um possível envolvimento de um dinoflagelado do género Symbiodinium no mecanismo de bioacumulaçãoThe Ocean is prolific in organisms with unique properties in terms of biotechnological applications. Amongst them, marine sponges are represented in around 45% of all natural products extracted from marine organisms. This work presents two case studies of the potential biotechnological applications of marine sponges: the strong anti-HIV activity observed in the species Erylus discophorus and the nickel bioaccumulation in the genus Cliona. The first case could have evident application in the pharmaceutical industry; the latter can eventually become useful in bioremediation. The work developed in chapter 2, Erylus discophorus and HIV-1 inhibition, had as main goals the identification of the molecule(s) responsible for this inhibition, its isolation, structural and mechanistic characterization. Although these objectives were not achieved, mainly due to the loss of activity during fractionation, we observed that this antiviral activity is specific for the species Erylus discophorus, regardless of its geographical localization. We were not able to exclude the possibility of a synergistic effect of two or more molecules. However, we have determined that the principal molecule responsible for the anti-HIV activity is either a glycid or a glycoprotein, extremely hidrophilic, with a molecular weight over 2000 kDa and anionic at pH 6. In chapter 3, family Clionidae and nickel bioaccumulation, the main goals focused on the study of the reproducibility of the high nickel contents, the mechanism elucidation and biological origin of the bioaccumulation. Results indicate the existence of a nickel bioaccumulation specific for the “Cliona viridis complex”, independent of geographic localization, environmental contamination and other seasonal variations. These sponges accumulate nickel in an average concentration of 1300 ppm, in its free ionic form, Ni2+, or associated to a low molecular weight molecule (less than 3000 Da). The possible role of a Symbiodinium spp. in the bioaccumulation mechanism is hypothesized