Isolation, fractionation and anticoagulant activity of a sulfated galactan extracted from the green algae Penicillus capitatus / Isolamento, fracionamento e atividade anticoagulante da galactana sulfatada extraída da alga verde Penicillus capitatus

ABSTRACT: Marine algae are natural sources of macromolecules known as sulfated polysaccharides. This class of compounds has attracted the interest of Pharmaceutical Sciences due to its pharmacological anticoagulant, antiplatelet and antithrombotic properties. Therefore, this study evaluated the anticoagulant potential of sulfated polysaccharides extracted from the algae Penicillus capitatus. The extracted sulfated polysaccharides were purified, partially characterized and their anticoagulant activity was evaluated. The extraction process followed by ethanol precipitation resulted in five fractions. Among the analyzed fractions, F44 contained highest concentration of sulfated polysaccharides. After the purified fraction F23, F44 displayed in vitro anticoagulant activity in a time testing for activated partial thromboplastin time and prothrombin time. The preferential mechanism effect was based on interactions between thrombin and factor Xa. Additional studies on structure pharmacological are required to test the viability of the use of sulfated polysaccharides as therapeutic agents.

RESUMO: As algas marinhas são fontes naturais de macromoléculas conhecidas como polissacarídeos sulfatados. Esta classe de compostos atraiu o interesse das Ciências Farmacêuticas devido às suas propriedades farmacológicas como anticoagulante, antiplaquetária e antitrombótica. Portanto, este estudo tem como objetivo avaliar o potencial anticoagulante de polissacarídeos sulfatados extraídos de algas de Penicillus capitatus. Os polissacarídeos sulfatados extraídos foram purificados, parcialmente caracterizados e sua atividade anticoagulante foi avaliada. O processo de extração seguido pela precipitação com etanol resultou em cinco frações. Entre as frações analisadas, F44 foi a maior concentração de polissacarídeos sulfatados. Após a purificação, as frações F23 e F44 mostraram atividade anticoagulante in vitro em um teste de tempo de tromboplastina parcialmente ativada e tempo de protrombina. Seu mecanismo preferencial é baseado nas interações entre trombina e fator Xa. Estudos adicionais sobre a estrutura farmacológica são necessários para testar a viabilidade do uso como agente terapêutico.

Extraction, physical-chemical characterization and in vitro inhibitorypotential of thrombin generation of crude sulfated polysaccharides from Brazilian tropical seaweeds / Extração, caracterização físico-química e potencial inibitório in vitro da geração detrombina de polissacarídeos sulfatados brutos de algas marinhas tropicais brasileiras

The biotechnological value of macroalgae for screening assays of thrombin generation-TG using sulfated polysaccharides-SPs as substitutes to heparin has been poorly explored. Five Brazilian species of macroalgae (Gracilaria birdiae, Acanthophora muscoides, Halymenia sp., Caulerpa cupressoides and C. racemosa) wereanalyzed and compared for their abundance, physical-chemical characteristics and in vitro anticoagulant assays of activated partial thromboplastin time-APTT, prothrombin time-PT and TG. Papain extraction yielded (p 100 kDa. These procedures,combined with the use of Stains-All, also indicated nonSPs. APTTs ranged from 2.81 (A. muscoides) to 21.30 IU(Halymenia sp.) vs. heparin (193 IU), and were dependent on sulfation of the crude SPs. PT was not altered. Withrespect to TG assay, crude SPs modified concentration-dependent and independently from molecular mass TGby both intrinsic/extrinsic pathways in 60-fold diluted human plasma, with total intrinsic inactivation using crudeSPs from A. muscoides in parallel to heparin (p < 0.05). Thrombosis in vitro is differentially modulated by distinctcrude SPs from Brazilian seaweeds.

O valor biotecnológico das macroalgas para ensaios de varredura de geração de trombina-GT pouco tem sido explorado usando polissacarídeos sulfatados-PSs como substitutos à heparina. Foramanalisadas e comparadas cinco espécies brasileiras de macroalgas (Gracilaria birdiae, Acanthophora muscoides, Halymenia sp., Caulerpa cupressoides e C. racemosa) quanto à abundância, às característicasfísico-químicas e os ensaios anticoagulantes in vitro de tempo de tromboplastina parcial ativada-TTPA, aotempo de protrombina-TP e a GT. A extração com papaína rendeu (p 100 kDa. Esses procedimentos,combinados ao uso de azul de toluidina/Stains-All, indicaram também polissacarídeos-não sulfatados. OsTTPAs foram dependentes da sulfatação dos PSs brutos e variaram de 2,81 (A. muscoides) a 21,30 UI (Halymenia sp.) vs. heparina (193 UI). O TP não foi alterado. Com respeito ao ensaio de GT, os PSs brutos modificaram, dependente de concentração e independentemente de massa molecular, GT pelas viasintrínseca/extrínseca no plasma humano diluído 60 vezes, com inativação intrínseca total usando PSs brutosde A. muscoides em paralelo à heparina (p < 0,05). A trombose in vitro é modulada diferencialmente porPSs brutos distintos de algas marinhas brasileiras.