Caracterização estrutural, atividade biológica e propriedades reológicas de polissacarídeos isolados de agaricomicetos

Abstract

Resumo: Os cogumelos são largamente consumidos na culinária e na medicina tradicional devido ao seu valor nutricional e propriedades medicinais. Essas propriedades são decorrentes da presença de compostos bioativos. Dentre esses, os polissacarídeos são moléculas muito conhecidas no meio científico, principalmente pelas suas atividades antitumoral e imunomoduladora. Além da importância medicinal, alguns polissacarídeos apresentam características físico-químicas que os tornam interessantes para a aplicação na indústria de alimentos e cosmética, pois possuem propriedades reológicas interessantes, como capacidade de geleificação. Baseado nisso, diferentes polissacarídeos foram isolados dos cogumelos Macrocybe titans e Ganoderma lucidum, através de extrações aquosas (25 ºC e 100 ºC), bem como extrações alcalinas (NaOH 5 % ou KOH 10 %). A partir do M. titans foram obtidas duas fucogalactanas, uma previamente reportada (F-1) e uma inédita (F-2), cujas massas moleculares (Mw) se diferem em 22 vezes. Ambas foram testadas em duas linhagens de células de câncer de mama (MCF7 e MDA-MB-231). Foi observado que a diferença de Mw afeta os efeitos biológicos resultantes, uma vez que apenas a molécula com maior Mw foi capaz de causar apoptose e necrose nas células MDA-MB-231, apesar de ambas as frações terem apresentado citotoxicidade sobre as duas linhagens celulares. Além disso, duas frações de glucanas também foram obtidas do M. titans: GFI (mistura de B-glucanas e glicogênio) e B-GLC (mistura de -glucanas de diferentes Mw). Ambas foram investigadas quanto as suas propriedades reológicas e apresentaram comportamento não-Newtoniano pseudoplástico e comportamento de gel em baixas temperaturas (<11 ºC para GFI, e <20 ºC para B-GLC). Todavia, a fração B-GLC produziu um gel mais forte do que a mistura com glicogênio. Adicionalmente, uma fração purificada de B-glucana (GLC; Mw 1,1 x 104 g/mol) com ligações (1->3) e (1->6), foi obtida desse mesmo cogumelo. A partir do G. lucidum foi purificada uma fucoxilomanana (FXM; Mw 3.59 x 104 g/mol), a qual ocasionou a redução da proliferação e formação de colônias de células de melanoma murino B16F10, além de alterar o ciclo celular das mesmas. Desse cogumelo também foram isoladas duas frações de B-glucanas ramificadas (R12 e E12) de diferentes Mw (1.3 x 104 e 5 x 103 g/mol, respectivamente), as quais possivelmente são formadas por ligações (1->3), (1->4) e (1->6). Por fim, diferentes tipos de glucanas lineares foram obtidas do G. lucidum, sendo: duas frações contendo B-glucana com ligação (1?3) (GLC-1 e GLC- 2), uma fração apresentando glucana com as mesmas ligações, porém em configuração alfa (GLC-3), e uma mistura de três glucanas lineares: B-glucana-(1->3), a-glucana-(1->3) e a-glucana-(1->4) (GLC-4). Em suma, heteropolissacarídeos e homopolissacarídeos com diferentes estruturas químicas foram obtidos dos cogumelos M. titans e G. ludicum. Algumas dessas moléculas apresentaram potencial para serem aplicadas na indústria médica, farmacêutica ou alimentícia.

Abstract: Mushrooms are widely consumed in culinary and traditional medicine due to their nutritional value and medicinal effects. Such properties are related to the presence of bioactive compounds. Among these, polysaccharides are well known molecules in the scientific community, mainly due to their antitumor and immunomodulatory activities. In addition to their medicinal importance, some polysaccharides have physicochemical features that allow their application in the food and cosmetic industries, since they present interesting rheological properties, such as gelling capacity. Based on this, different polysaccharides were isolated from the mushrooms Macrocybe titans and Ganoderma lucidum, through aqueous extractions (25 ºC or 100 ºC) as well as alkaline extractions (5 % NaOH or 10 % KOH). Two fucogalactans were obtained from M. titans, one previously reported (F-1) and an unpublished one (F-2), whose molecular masses (Mw) differ by 22 times. Both were tested in two breast cancer cell lines (MCF7 and MDA-MB-231). It was observed that the difference in Mw affects the resulting biological effects since only the molecule with the highest Mw (F-2) was able to cause apoptosis and necrosis in MDA-MB-231 cells, even though both fractions showed cytotoxicity on the two cell lines. Furthermore, two glucan fractions were obtained from M. titans: GFI (mixture of B-glucans and glycogen) and B-GLC (mixture of B-glucans of different Mw). Both were investigated about their rheological properties and exhibited non-Newtonian pseudoplastic behavior and gel-like behavior at low temperatures (<11 ºC for GFI, and <20 ºC for B-GLC). However, the B-GLC fraction produced a stronger gel than the mixture with glycogen. Additionally, a purified fraction of B-glucan (GLC; Mw 1.1 x 104 g/mol) with (1->3) and (1->6) linkages was obtained from the same mushroom. On the other hand, a fucoxylomannan (FXM; Mw 3.59 x 104 g/mol) was purified from G. lucidum. This heteropolysaccharide led to a reduction in proliferation and colony formation of B16F10 murine melanoma cells, apart from altering their cell cycle. From such mushroom, two fractions of branched V-glucans (R12 and E12) of different Mw (1.3 x 104 and 5 x 103 g/mol, respectively) were also isolated, which are possibly formed by (1->3), (1->4), and (1->6) linkages. Finally, different types of linear glucans were obtained from G. lucidum, as follows: two fractions containing B-(1->3)- glucan (GLC-1 and GLC-2), one fraction containing a glucan with the same linkage but with alpha-configuration (GLC-3), and a mixture of three linear glucans: B-(1->3)- glucan, a-(1->3)-glucan, and a-(1->4)-glucan (GLC-4). In summary, heteropolysaccharides and homopolysaccharides with different chemical structures were obtained from the mushrooms M. titans and G. ludicum. Some of such molecules showed potential to be applied in the medical, pharmaceutical, or food industries.