Avaliação in vitro e in vivo do potencial imunomodulador de frações polissacarídicas extraídas do chuchu / In vitro and in vivo evaluation of the immunomodulatory potential of polysaccharide fractions extracted from chayote

Os polissacarídeos não amido constituem importante parcela das fibras dietéticas, e podem ser considerados modificadores de resposta biológica (MRBs), uma vez que são capazes de interagir com o sistema imune, e suas características estruturais estão atreladas aos efeitos biológicos gerados. O potencial imunomodulador dos polissacarídeos do chuchu já foi demonstrado, entretanto, informações sobre suas características estruturais e sua relação com o perfil imunológico são limitadas a ensaios in vitro, não havendo, até o momento, estudos in vivo. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar, in vitro e in vivo, o perfil imunomodulador de frações isoladas do polissacarídeo do chuchu. Por meio da filtração tangencial foram obtidas as frações de estudo, SeRI<50 e SeSE<50, respectivamente as frações isoladas do polissacarídeo do chuchu extraídas do resíduo insolúvel e do sobrenadante pós-tratamento enzimático para retirada do amido com peso molecular menor que 50 kDa. A caracterização por meio da determinação da composição monossacarídica e da análise de ligação apontou que ambas as frações são formadas por galacturonanos, arabinanos, arabinogalactanos e glicomananos. A SeRI<50 é menos ramificada e, provavelmente, composta por galactanos, enquanto SeSE<50 é mais ramificada e, provavelmente, composta por galactuglucomananos. Essas frações foram capazes de estimular os macrófagos murinos RAW 264.7 e as células mononucleares do baço, do sangue e do intestino delgado de camundongos Balb/c, sugerindo um perfil de ação mais pró-inflamatório, com base nos efeitos produzidos pelas espécies reativas de oxigênio, citocinas e pelos marcadores de ativação de linfócitos. Ambas as amostras, SeRI<50 e SeSE<50, mostraram ser eficientes em ativar a cascata imunológica, não sendo citotóxicas mesmo com a maior concentração testada no ensaio in vitro

Non-starch polysaccharides are important components of dietary fibers, and they may be considered biological response modifiers (MRBs), as they may interact with the immune system, depending on their structural characteristics. The immunomodulatory potential of chayote polysaccharides has already been demonstrated, however, information on their structural characteristics and their relationship with the immunological profile are limited to in vitro assays, with no reports on in vivo studies. Thus, the objective of the study was to evaluate, in vitro and in vivo, the immunomodulatory profile of polysaccharide from chayote. Through tangential filtration two fractions, SeRI <50 and SeSE <50, were obtained, respectively the fraction isolated from the chayote polysaccharide extracted from the insoluble residue and the fraction from the enzymatic post-treatment supernatant to remove starch, both under molecular weight 50 kDa. The monosaccharide composition and linkage analysis showed that both fractions are formed by galacturonans, arabinans, arabinogalactans and glycomanans. SeRI <50 is less branched and probably composed of galactans, while SeSE <50 is more branched and probably composed of galactuglucomannans. These fractions were able to stimulate murine macrophages RAW 264.7 and mononuclear cells of the spleen, blood and small intestine of Balb / c mice, suggesting a more proinflammatory action profile, based on the reactive oxygen species production, cytokines and lymphocyte activation markers. Both samples, SeRI <50 and SeSE <50, were able to efficiently activate the immunological cascade, not being cytotoxic even at the highest concentration tested in the in vitro assay

Effects of fungal- and plant-derived non-starch polysaccharides in macrophages

The consumption of fungal- and plant-derived non-starch polysaccharides (NSP) have been associated with reduced risk of cardiovascular diseases and cancer. In addition to promote physiochemical effects on the gastrointestinal tract and serve as substrate for the intestinal microbiota to produce short-chain fatty acids, NSP can interact with immune system cells including macrophages, which are crucial for tissue repair, lipid metabolism and host defense against foreign substances and pathogens. However, the effects of NSP in macrophages depends on their structure. Recently, it was showed that the chayote (Sechium edule) and the fungus Pleurotus albidus are promising sources of NSP with potential immunomodulatory effects in macrophages. In this study, it was explored the effects of cooking on the composition of NSP from chayote and evaluated their biological effects in macrophages. Furthermore, it was optimized a method for the extraction of mushroom NSP and characterized the structure and biological effects of NSP from P. albidus in macrophages. Results showed that the NSP from chayote pulp regulate cytokine secretion and phagocytosis by macrophages, and minor changes in composition during cooking influences their effects in macrophages. Furthermore, NSP from chayote induces cholesterol efflux and inhibits the expression of genes required for NLRP3 inflammasome activation in macrophages previously exposed to cholesterol crystals. Then, it was showed that the optimized method for the extraction of NSP from mushroom reduces by up to half the extraction time commonly required. Furthermore, results showed that P. albidus is source of easily extractable glucans with biological effects in macrophages. Results also suggest that glucans from P. albidus inhibit lipid-induced inflammation and foam-cell formation at distinct levels, with significant effects on NLRP3 inflammasome activation. Taken together, the results suggest that the benefits of chayote NSP is beyond their physical properties on the gastrointestinal tract, and that the P. albidus NSP offers potential health benefits that might be of relevance as a functional food ingredient

O consumo de polissacarídeos não-amido (PNA) de fungos e plantas tem sido associado a redução do risco de doenças cardiovasculares. Além de promoverem efeitos físicos no trato gastrointestinal e serem utilizados como substratos pela microbiota intestinal, os PNA podem interagir com células do sistema imune, como macrófagos, cruciais no reparo tecidual, metabolismo lipídico, e na defesa do organismo contra patógenos. Entretanto, os efeitos em macrófagos dependem da estrutura do PNA. Recentemente, foi observado que o chuchu (Sechium edule) e o fungo Pleurotus albidus são fontes de PNA com potencial efeito sobre macrófagos. Assim, foram avaliados os efeitos dos PNA do chuchu fresco e cozido em macrófagos. Além disso, foi otimizado um método para extração de polissacarídeos de cogumelo, e avaliada a estrutura e os efeitos biológicos dos PNA do P. albidus em macrófagos. Foi observado que os PNA do chuchu regulam a secreção de citocinas e o processo de fagocitose por macrófagos, e alterações na composição de PNA durante o cozimento tem um impacto em seus efeitos biológicos. Além disso, os PNA do chuchu induzem o efluxo de colesterol e regulam a expressão de genes necessários para a ativação do inflamassoma NLRP3 em macrófagos previamente tratados com cristais de colesterol. Também foi demonstrado que o método otimizado de extração de PNA de cogumelos reduz em até pela metade o tempo de extração normalmente empregado. Além disso, foi verificado que o P. albidus é fonte para extração de glicanos com efeitos em macrófagos. Os resultados também sugerem que os glicanos obtidos do P. albidus inibem em diferentes níveis a inflamação induzida por lipídeos e a formação de células espumosas, com efeitos significativos sobre a ativação do inflamassoma NLRP3. Tais diferenças parecem estar associadas à estrutura dos glicanos. Por fim, os resultados sugerem que os benefícios dos PNA do chuchu estão além dos seus efeitos físicos sobre o trato gastrointestinal, e que os PNA do P. albidus promovem benefícios que podem ser relevantes para explorar sua utilização como um alimento ou fonte para extração de ingredientes funcionais