Bioprospecção de polissacarídeos sulfatados de macroalgas marinhas do litoral do Rio Grande do Norte: caracterização de uma heterofucana extraída da alga marron Sargassum filipendula que induz apoptose em células HeLa

The coast of Rio Grande do Norte has more than 100 species of seaweed, mostly unexplored regarding their pharmacological potential. The sulfated polysaccharides (PS) are by far the more seaweed compounds studied, these present a range of biological properties, such as anticoagulant activity, anti-inflammatory, antitumor and antioxidant properties. In this study, we extract sulfated polysaccharide rich-extracts of eleven algae from the coast of Rio Grande do Norte (Dictyota cervicornis; Dictiopterys delicatula; Dictyota menstruallis; Dictyota mertensis; Sargassum filipendula; Spatoglossum schröederi; Gracilaria caudata; Caulerpa cupresoides; Caulerpa prolifera; Caulerpa sertularioides e Codim isthmocladum), and these were evaluated for the potential anticoagulant, antioxidant and antiproliferative. All polysaccharide extracts showed activity for anticoagulant, antioxidant and/or antiproliferative activity, especially D. delicatula and S. filipendula, which showed the most prominent pharmacological potential, thereby being chosen to have their sulfated polysaccharides extracted. By fractionating method were obtained six fractions rich in sulfated polysaccharides to the algae D. delicatula (DD-0,5V, DD-0, 7V, DD-1,0v, DD-1,3v, DD-1,5v and DD-2,0) and five fractions to the alga S. filipendula (SF-0,5V, SF-0,7V, SF-1,0v, SF-1,5v and SF-2,0v). For the anticoagulant assay only the fractions of D. delicatula showed activity, with emphasis on DD-1, 5v that presented the most prominent activity, with APTT ratio similar to clexane® at 0.1 mg/mL. When evaluated the antioxidant potential, all fractions showed potential in all tests (total antioxidant capacity, hydroxyl and superoxide radicals scavenging, ferrous chelation and reducing power), however, the ability to chelate iron ions appears as the main mechanism antioxidant of sulfated polysaccharides from seaweed. In antiproliferative assay, all heterofucanas showed dose-dependent activity for the inhibition of cell proliferation of HeLa, however, with the exception of SF-0,7V, SF- 1,0v and SF-1,5v, all fractions showed antiproliferative activity against MC3T3, a normal cell line. The heterofucana SF-1,5V had its antiproliferative mechanism of action evaluated. This heterofucan induces apoptosis in HeLa cells by a pathway caspase independent, promoting the release of apoptosis Inducing Factor (AIF) in the cytosol, which in turn induces chromatin condensation and DNA fragmentation into 50Kb fragments. These results are significant in that they provide a mechanistic framework for further exploring the use of SF-1.5v as a novel chemotherapeutics against human cervical cancer.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorO litoral do Rio Grande do Norte apresenta mais de 100 espécies de macroalgas marinhas, a maioria delas ainda não explorada quanto ao seu potencial farmacológico. Os polissacarídeos sulfatados (PS) são de longe os compostos de macroalgas marinhas mais estudados, sendo atribuída a estes uma gama de propriedades biológicas, como: atividade anticoagulante, antiinflamatória, antitumoral e antioxidante. Neste trabalho, obteve-se extratos ricos em polissacarídeos de onze algas do litoral do Rio Grande do Norte (Dictyota cervicornis; Dictiopterys delicatula; Dictyota menstruallis; Dictyota mertensis; Sargassum filipendula; Spatoglossum schröederi; Gracilaria caudata; Caulerpa cupresoides; Caulerpa prolifera; Caulerpa sertularioides e Codium isthmocladum), e estas foram avaliadas quanto ao seu potencial anticoagulante, antioxidante e antiproliferativo frente à linhagem celular tumoral HeLa. Todos os extratos polissacarídicos apresentaram atividades anticoagulante, antioxidante e/ou antiproliferativa, com destaque para os das algas D. delicatula e S. filipendula, que apresentaram os maiores índices de potencial farmacológico, sendo, portanto, escolhidas para serem submetidos a passos posteriores de purificação de seus polissacarídeos sulfatados. Através do fracionamento com volumes crescentes de acetona foram obtidas seis frações ricas em polissacarídeos sulfatados da alga D. delicatula (DD-0,5v, DD-0,7v, DD-1,0v, DD-1,3v, DD-1,5v e DD-2,0v) e cinco frações da alga S. filipendula (SF-0,5v, SF- 0,7v, SF-1,0v, SF-1,5v e SF-2,0v). Análises físico-químicas mostraram que estas são ricas em heterofucanas sulfatadas. Apenas as frações da alga D. delicatula apresentaram atividade anticoagulante, com destaque para DD-1,5v que apresentou a atividade mais proeminente com razão de APTT semelhante à clexane®, fármaco anticoagulante comercial. Quando avaliadas com relação ao potencial antioxidante todas as frações apresentaram atividade em todos os testes realizados (Capacidade antioxidante total, sequestro de radicais superóxido e hidroxila, quelação férrica e atividade redutora), entretanto, a capacidade de quelação de íons ferro aparece como o principal mecanismo antioxidante dos polissacarídeos sulfatados dessas macroalgas marinhas. No ensaio antiproliferativo, todas as heterofucanas apresentaram atividades dose-dependente para a inibição da proliferação celular de HeLa, entretanto, as frações SF-0,7v, SF-1,0v e SF-1,5v apresentaram atividade específica para esta linhagem celular, não inibindo a proliferação da linhagem celular normal MC3T3, sendo a heterofucana SF-1,5v escolhida para ter seu mecanismo de ação antiproliferativo determinado. SF-1,5v induz a apoptose em células HeLa principalmente através de uma via independente da ativação das caspases, promovendo a liberação do Fator Indutor da Apoptose (AIF) no citosol, que por sua vez induz a condensação da cromatina e fragmentação do DNA em fragmentos de 50Kb. Este trabalho é o primeiro relato mostrando uma heterofucana cujo principal mecanismo antiproliferativo é a liberação de AIF mitocondrial para o citosol, o que torna SF-1,5v um promissor fármaco na terapia antitumoral, possibilitando uma alternativa aos quimioterápicos tradicionais