Chemical characterization, antioxidant potential and biological activity of beach-cast macroalgae from the Brazilian coast

Uma grande variedade de metabólitos extraídos de macroalgas é atualmente utilizado como ingredientes alimentares funcionais, nutracêuticos naturais, materiais biomédicos, formulações cosméticas, bem como em outros produtos que promovem a saúde humana. Uma das principais limitações na busca por novos extratos ou produtos naturais com ação biológica é a falta de biomassa disponível para estudos e até mesmo para sua bioprospecção. Nesse contexto, a disponibilidade de algas arribadas na praia é uma alternativa sustentável e altamente produtiva. O principal objetivo deste estudo foi avaliar o potencial químico e bioativo de extratos de 15 materiais de algas arribadas coletados na costa brasileira, a fim de fornecer subsídios que permitam identificar as potencialidades e seus usos como produto funcional. Os resultados mostraram que as maiores atividades antioxidantes foram encontradas em extratos de algas arribadas pardas, seguidos pelos extratos de algas arribadas vermelhas, e as atividades mais baixas foram detectadas na espécie de alga arribada verde. Os extratos mais eficientes com propriedades antioxidantes foram das arribadas Dictyopteris jolyana, Zonaria tournefortii e Osmundaria obtusiloba. Em relação à atividade antiviral, o extrato aquoso de Codium isthmocladum e os extratos metanólicos de D. jolyana, Z. tournefortii Alsidium seaforthii, Spiridia clavata e O. obtusiloba foram altamente promissores, atingindo percentuais de inibição acima de 90%. Os extratos de Z. tournefortii, A, seaforthii e C. isthmocladum apresentaram alta atividade citotóxica contra as cepas de células tumorais HL60 (leucemia) e HTC116 (cólon), e não apresentaram atividade citotóxica contra células humanas (HGF1) não tumorais. Atualmente, a grande quantidade de algas marinhas depositadas nas praias do Brasil é coletada e tratada como lixo, sendo incinerada ou depositada em aterros sanitários pelo governo. Ao invés de utilizar recursos públicos e empenhar-se na remoção dessa biomassa, seria possível propor diferentes usos para esse material e convertê-lo em aplicações para diversos setores. Devido às propriedades antioxidantes, antivirais, nutricionais, fotoprotetoras e citotóxicas registradas para macroalgas, tal característica aplicada traz benefícios ambientais ao mitigar a poluição costeira, gerando recursos utilizáveis, além de garantir o desenvolvimento socioeconômico sustentável. A revisão de dados da literatura sobre algas arribadas no Brasil mostra a relevância e a inovação deste estudo. Este é o primeiro relato que avalia a composição química, potencial antioxidante, atividade antiviral, potencial de citotoxicidade e fotoproteção de extratos de algas arribadas da costa brasileira. O potencial das macroalgas arribadas fornece matéria-prima para diversas aplicações, aliado à grande quantidade disponível nas praias de certas regiões do litoral brasileiro, pode ser melhor explorado. O presente estudo contribui significativamente com o aumento do conhecimento das algas arribadas nas praias brasileiras e seus potenciais usos, assim como com o conhecimento mundial científico e aplicado.A wide variety of metabolites extracted from macroalgae is currently used as functional food ingredients, natural nutraceuticals, biomedical materials, cosmetic formulations, as well as in other products that promote human health. One of the major limitations in the search for new extracts or natural products with biological action is the lack of available biomass for studies and even for their bioprospection. In this context, the availability of beach-cast marine algae is a sustainable and highly productive alternative. The main objective of this study was to evaluate the chemical and bioactive potential of extracts from 15 materials of beach-cast marine algae collected from the Brazilian coast to provide subsidies that allow identifying the potentialities and its uses as functional product. The findings showed that the highest antioxidant activities were found in extracts from brown beach-cast algae followed by the extracts of red beach-cast algae, and the lowest activities were detected in the green beach-cast species. The most efficient extracts of beach-cast species with antioxidant properties were from Dictyopteris jolyana, Zonaria tournefortii, and Osmundaria obtusiloba. Regarding antiviral activity, the aqueous extract of Codium isthmocladum and methanolic extracts from D. jolyana, Z. tournefortii Alsidium seaforthii, Spiridia clavate and O. obtusiloba were highly promising, reaching inhibition percentage above 90%. The extracts of Z. tournefortii, A, seaforthii and C. isthmocladum showed high cytotoxicity activity against the tumoral cells strains HL60 (leukemia) and HTC116 (colon) and did not show any cytotoxicity activity against non-tumoral human cells (HGF1). Currently, the large amount of beach-cast seaweeds deposited on the beaches of Brazil is collected and treated as trash, being incinerated or disposed in landfills by the government. Instead of using public resources and making efforts for the removal of this biomass, it is possible to propose different uses for the Brazilian beach-cast seaweeds and transform it into applications for several sectors. Due to the antioxidant, antiviral, nutritional, photoprotective and cytotoxic properties reported for macroalgae, such applied features bring environmental benefits by mitigating coastal pollution generating a usable resource, in addition to ensuring sustainable social and economic development. The review data shown in the literature of Brazilian beach-cast algae shows the relevance and innovation of this study. This is the first report evaluating chemical composition, antioxidant potential, antiviral activity, cytotoxicity potential and photoprotection of extracts from beach-cast algae from the Brazilian coast. The potential of beach-cast seaweeds provides raw-material for several applications, combined with the large amount available on the beaches of certain regions at the Brazilian coast can be better exploited. The present study significantly contributes to increasing knowledge of Brazilian beach-cast algae and their potential uses as well as the worldwide scientific and applied knowledge