ABSTRACT
The reportedly low standard quality of heparin (HEP) for use in cardiac surgeries has led to concern in the Brazilian and international markets. Sulfated polysaccharides (SPs) from seaweeds have been regarded as promising substitutes for HEP. The aim of this study was to sequentially extract total SPs (TSPs) from Caulerpa cupressoides (Chlorophyceae) with papain in 100 mM sodium acetate buffer (pH 5.0) containing 5 mM cysteine and 5 mM EDTA, followed by fractionation by ion-exchange chromatography (DEAE-cellulose), and then evaluate the anticoagulant potential of SP fractions by activated partial thromboplastin time (APTT) using normal human plasma and compare it to standard HEP (193 IU mg-1). The obtained fractions were chemically characterized by chemical composition and agarose gel electrophoresis. The yield was 4.61%, and three fractions of SP (F I, F II and F III) eluted with 0.50, 0.75 and 1.00 M of NaCl, respectively, were observed on chromatography profiles; however, differences in charge densities patterns and degree of resolution among them were revealed by electrophoresis. SPs were capable of modifying APTT only in fractions eluted with 0.75 M of NaCl, whose activities were 23.37 and 25.76 IU mg-1, respectively, and the charge density was prerequisite to activity. Therefore, C. cupressoides is a source of SPs possessing low anticoagulant potential compared to HEP.
O baixo padrão de qualidade outrora declarado da heparina (HEP) para o uso em cirurgias cardíacas tem levado preocupação nos mercados nacional e internacional. Os polissacarídeos sulfatados (PSs) de algas marinhas têm sido considerados como promissores substitutos para HEP. Objetivou-se a extrair sequencialmente PSs totais (PSTs) da clorofícea Caulerpa cupressoides com papaína em tampão acetato de sódio 100 mM (pH 5,0) contendo cisteína 5 mM e EDTA 5 mM, fracionar por cromatografia de troca iônica (DEAE-celulose) e avaliar o potencial anticoagulante das frações de PS por meio do tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPA), utilizando plasma humano normal e comparando-se à HEP padrão (193 IU mg-1). As frações obtidas foram caracterizadas quimicamente em composição química e por eletroforese em gel de agarose. O rendimento de PSTs foi 4,61% e os perfis cromatográficos, em DEAE-celulose, indicaram a separação de três frações de PS (F I; F II e F III) eluídas nas concentrações 0,50; 0,75 e 1,00 M de NaCl, respectivamente, revelando, por eletroforese, diferenças em termos de densidade de cargas e grau de resolução. Os PSs foram capazes de modificar o TTPA somente nas frações eluídas com 0,75 M de NaCl, cujas atividades foram 23,37 e 25,76 IU mg-1, respectivamente, quando a densidade de cargas foi pré-requisito para atividade. Portanto, C. cupressoides é uma fonte de PSs com baixos potenciais anticoagulantes comparados à HEP.
Subject(s)
Blood Coagulation , ChlorophytaABSTRACT
A crescente carência de heparina (HEP) motiva a busca por fontes alternativas de novos anticoagulantes naturais. Objetivou-se avaliar a atividade anticoagulante dos polissacarídeos sulfatados (PS) isolados de uma rodofícea do gênero Halymenia, nativa do litoral cearense, Brasil.Os PS totais foram obtidos por digestões consecutivas com papaína em tampão acetato de sódio 0,1 M (pH 5,0), contendo cisteína 5 mM e EDTA 5 mM, seguidas por cromatografia de troca iônica em coluna de DEAE-celulose. As frações obtidas foram concentradas por liofilização e submetidas à eletroforese em gel de agarose a 0,5%. Os ensaios anticoagulantes foram realizados pelo tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPA), usando-se plasma de coelho e uma curva padrão de HEP (100 UI mg-1). As extrações (53,96%) mostraram diferenças marcantes durante o fracionamento e no grau de resolução dos PS. A espécie apresentou PS com atividade anticoagulante superior a HEP. O TTPA das frações modificou-se acentuadamente entre as extrações, expressando-se de maneira dose-dependente e sofrendo um acréscimo de 110,40 (1a extração) para 143,10 UI mg-1 (3a extração). Os resultados sugerem que a atividade anticoagulante dos PS isolados de Halymenia sp. foi promovida pela inibição da via intrínseca e/ou comum da cascata de coagulação. As modificações no TTPA possivelmente serão elucidadas pelos mecanismos de ação envolvidos na coagulação e caracterização estrutural desses compostos. Portanto, a rodofícea Halymenia sp. é uma boa fonte de heparinoides e sugerem-se estudos relacionados ao cultivo da espécie, em proteção aos bancos de algas.
The increasing demand for heparin (HEP) has led to a search for alternative sources of natural anticoagulants. This study aimed to evaluate the anticoagulant activity of sulfated polysaccharides (SP) isolated from a Halymenia rhodophyceae genus native to the coast of Ceará, Brazil. Total SP were obtained by consecutive digestions with papain in 0.1 M sodium acetate buffer (pH 5.0) containing 5 mM cysteine and 5 mM EDTA, followed by ion-exchange chromatography on DEAE-cellulose column. The obtained fractions were concentrated by lyophilization and submitted to 0.5% agarose gel electrophoresis. Anticoagulant activity was evaluated by the activated partial thromboplastin time (APTT) using plasma from rabbits and a standard HEP (100 IU mg-1) curve. The extractions (53.96%) showed marked differences during the fractionation and in the degree of purification of SP. The species SP showed higher activity anticoagulant than that of HEP. However, the APTT of the fractions changed sharply among the extractions, expressing itself in a dose-dependent manner and increasing from 110.40 (1st extraction) to 143.10 IU mg-1 (3rd extraction). The results suggest that the anticoagulant activity of SP isolated from Halymenia sp. was promoted by inhibition of the intrinsic and/or common pathway of the coagulation cascade. The changes on APTT possibly will be elucidated through the mechanisms of action involved in coagulation and structural characterization of these compounds. Therefore, the red alga Halymenia sp. is a good source of heparinoids, and studies are suggested on the cultivation of this species and on the protection of natural algae banks.