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.

Structural and physical-chemical analyses of sulfated polysaccharidesfrom the sea lettuce Ulva lactuca and their effects on thrombin generation / Análises estrutural e físico-química de polissacarídeos sulfatados da alface do mar Ulva lactuca e seus efeitos sobre geração de trombina

Ulva lactuca (Chlorophyceae) has biotechnologically-important sulfated-polysaccharides (Ul-SPs), but their potentials on thrombin generation (TG) are unknown. This study analyzed the structural and physicalchemical features of the Ul-SPs as modulators of TG. Proteolytic digestion yielded (13.13%) extract containing sulfate (20.43%) and total sugars (65.72%), besides ulvan consisting of rhamnose, xylose, glucose, glucuronic acid and α-/β-types glycosidic linkages as characterized by one-/two-dimensions nuclear magnetic resonance (NMR) experiments. Fractionation of the Ul-SPs by DEAE-cellulose chromatography yielded Ul-SP1 and Ul-SP2 (0.50 and 0.75 M NaCl, respectively) showing sulfation (15.72-18.04%) and total sugars (59.73-60.58%) consistent with the charge density pattern by combination of agarose/polyacrylamide gel eletrophoresis using sequential staining with toluidine blue and stains-all, although with slight differences in their sizes (40 and >100 kDa, respectively). By both activated partial thromboplastin time (APTT) and prothrombin time (PT) tests, anticoagulation of the fractions was virtually detected by APTT (0.39 and 0.43 IU, respectively) against heparin (193 IU). Fractions acted differently on both intrinsic/extrinsic pathways in TG using 60-fold diluted human plasma, with 50% efficacies up to 8.3 μg, whereas at high concentrations suggested intrinsic hypercoagulability since heparin abolished both systems at low amounts. Ul-SPs block TG, but predicting thrombosis in increasing doses.

Clorofícea Ulva lactuca possui polissacarídeos sulfatados (Ul-PSs) importantes biotecnologicamente, porém são desconhecidos seus potenciais sobre geração de trombina (GT). Analisaram-se as características estruturais e físico-químicas dos Ul-PSs como moduladores de GT. Digestão proteolítica rendeu (13,13%) extrato contendo sulfato (20,43%) e açúcares totais (65,72%), além de ulvana, como caracterizada por experimentos de ressonância magnética nuclear uni-/bi-dimensionais, consistindo de ramnose, xilose, glucose, ácido glucurônico e ligações glicosídicas tipos-α/-β. Fracionamento dos Ul-PSs por cromatografia de DEAE-celulose rendeu Ul-PS1 e Ul-PS2 (0,50 e 0,75 M de NaCl, respectivamente) mostrando sulfatação (15,72-18,04%) e açúcares totais (59,73- 60,58%) consistentes com o grau de densidade de carga por combinação de eletroforese em gel de agarose/poliacrilamida usando coramento sequencial com azul de toluidina e "stains-all", embora com diferenças quanto aos seus tamanhos (40 e >100 kDa, respectivamente). Por ambos os testes do tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPA) e do tempo de protrombina, anticoagulação das frações foi detectada virtualmente pelo TTPA (0,39 e 0,43 UI, respectivamente) frente heparina (193 UI). Frações atuaram diferentemente sobre ambas as vias intrínsica/extrínsica na GT usando plasma humano diluído 60 vezes, com eficácias de 50% até 8,3 μg, enquanto em concentrações maiores sugeriram hipercoagulabilidade intrínsica visto que heparina aboliu ambos os sistemas em quantidades baixas. Ul-PSs bloqueiam GT, porém prevendo trombose em doses crescentes.