Potencial nanobiotecnológico de polissacarídeos do macrofungo Cordyceps sinensis cultivado em sistema de fermentação submersa

Abstract

Resumo: A nanobiotecnologia é o resultado da combinação de técnicas e aplicações do campo de pesquisa da nanotecnologia para biologia, biotecnologia, veterinária ou saúde. Devido à variedade de aplicações e a possibilidade da combinação de novas idéias e abordagens a nanobiotecnologia é um campo de grande potencial para criação de produtos e processos inovadores. A síntese verde de nanopartículas é um campo relativamente novo que envolve rotas menos tóxicas, mais seguras e eficiente energeticamente. Dessa forma, devido à sua natureza não tóxica e boa solubilidade em água muitos polissacarídeos são reconhecidos como estabilizantes e agentes redutores "verdes" na síntese de nanopartículas. Por essa razão o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial nanobiotecnológico de macromicetos (Cordyceps sinensis, Ganoderma lucidum e Pleorotus ostretaus) produzidos por sistema de fermentação submersa na produção de nanopartículas de prata e paládio com atividade imunomodulatória e antitumoral, respectivamente. As nanopartículas foram caracterizadas por espectroscopia ultravioleta-visível (UV-VIS) e no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (XRD), espalhamento dinâmico de luz (DLS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Nanopartículas de prata conjugadas com frações de polissacarídeos (F1A-AgNPs, F2A-AgNPs e EPS2- AgNPs) demonstraram potencial atividade imunossupressora em macrófagos de camundongos (RAW 264.7), visto que foi observado um efeito de diminuição significativa (p<0,05) nas capacidades de fagocitose, retenção lisossomal e adesão de macrófagos, que por sua vez é um fator crítico na determinação da resposta imune inflamatória. Nanopartículas de paládio conjugadas com a fração F2A de polissacarídeos (F2A-PdNPs) aumentaram significativamente (p<0,05) a inibição do crescimento de células tumorais de carcinoma adrenocortical (H295R) de 12 para 26%, quando comparado com o controle, o que representa em média um aumento em torno de 100% da citotoxicidade da fração de polissacarídeos F2A. Os resultados mostraram que os polissacarídeos de C. sinensis avaliados podem ser utilizados como um agente de redução e estabilizantes eficazes, não tóxicos para a síntese verde de nanopartículas, que por sua vez podem ser aplicáveis a criação e inovação de diversos dispositivos médicos. Palavras-chave: Nanobiotecnologia. Polissacarídeos. Nanopartículas. Cordyceps sinensis. Ganoderma lucidum. Pleurotus ostreatus. Nanopartículas de Prata. Nanopartículas de Paládio.

Abstract: Nanobiotechnology is the result of the combination of techniques and applications from the field of nanotechnology research to biology, biotechnology, veterinary or health. Due to the variety of applications and the possibility of combining new ideas and approaches, nanobiotechnology is a field of great potential for creating innovative products and processes. Green nanoparticle synthesis is a relatively new field that involves less toxic, safer, and energy efficient routes. Thus, due to its non-toxic nature and good water solubility many polysaccharides are recognized as stabilizers and "green" reducing agents in the synthesis of nanoparticles. For this reason, the objective of this work was to evaluate the nanobiotechnological potential of macromycets (Cordyceps sinensis, Ganoderma lucidum and Pleorotus ostretaus) produced by submerged fermentation system in the production of silver and palladium nanoparticles with immunomodulatory and antitumor activity, respectively. The nanoparticles were characterized by ultraviolet-visible (UV-VIS) spectroscopy and fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM). Silver nanoparticles conjugated with polysaccharide fractions (F1A-AgNPs, F2A-AgNPs and EPS2-AgNPs) demonstrated potential immunosuppressive activity in macrophages (RAW 264.7), since a significant decrease effect (p<0.05) was observed in the phagocytosis, lysosomal retention capacities and macrophage adhesion, which in turn is a critical factor in the determination of the inflammatory immune response. Palladium nanoparticles conjugated with F2A fraction of polysaccharides (F2A-PdNPs) significantly increased (p<0.05) inhibition of tumor cell growth (H295R) from 12 to 26% as compared to the control, which represents in mean an increase of about 100% in the cytotoxicity of the F2A polysaccharide fraction. The results showed that polysaccharides of C. sinensis evaluated could be used as a reducing agent and effective stabilizers, non-toxic to the green synthesis of nanoparticles, which in turn may be applicable to the creation and innovation of various medical devices. Key-words: Nanobiotechnology. Polysaccharides. Nanoparticles. Cordyceps sinensis. Ganoderma lucidum. Pleurotus ostreatus. Silver nanoparticles. Palladium nanoparticles.