Extração de colágeno de esponjas marinhas das espécies Chondrilla Caribensis e Aplysina Fulva: desenvolvimento e comparação de protocolos de extração

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dc.contributor.advisorRenno, Ana Claudia Muniz [UNIFESP]
dc.contributor.advisor-coGranito, Renata Neves [UNIFESP]
dc.contributor.advisor-coLatteshttp://lattes.cnpq.br/1941145984734628pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4106611304688552pt_BR
dc.contributor.authorAraújo, Tiago Akira Tashiro de [UNIFESP]
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6601062978615599pt_BR
dc.contributor.institutionUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
dc.coverage.spatialSantospt_BR
dc.date.accessioned2022-01-07T18:45:21Z
dc.date.available2022-01-07T18:45:21Z
dc.date.issued2020-07-02
dc.description.abstractDesempenhando um papel fundamental na constituição da estrutura tecidual do corpo humano, o colágeno (COL) é uma proteína amplamente utilizada na manufatura de diversos biomateriais, onde diante das limitações de suas principais fontes de obtenção, destaca-se a rica biodiversidade marinha, em especial as esponjas marinhas como uma fonte alternativa de colágeno marinho (COM). Para isto, metodologias de sua extração são constantemente aprimoradas visando protocolos mais simplificados e eficientes para a sua obtenção. Diante deste cenário, este estudo tem como objetivo desenvolver três protocolos de extração de COM e comparar a um protocolo já estabelecido na literatura proposto por Swatschek et al., (2002), utilizando duas espécies de esponjas marinhas morfológicamente distintas (Chondrilla caribensis e Aplysina fulva. A princípio, ambas as espécies foram coletadas, identificadas taxonomicamente, submetidas a um pré-tratamento, sendo por fim iniciado seus testes nos respectivos protocolos de extração (P1, P2, P3 e P4). Os extratos obtidos foram caracterizados morfológicamente a partir da microscopia eletrônica de varredura (MEV), e avaliados quanto às suas propriedades físico-quimicas por meio das análises de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Dicroísmo Circular (CD), quantificação do rendimento do extrato, COM, de proteínas totais e glicosaminoglicanos (GAGs), bem como o potencial antioxidante para o radical ABTS·+, além da verificação da viabilidade celular através do ensaio de MTT para a linhagem de células L929 (fibroblastos), nos períodos de 1 e 3 dias, nas concentrações de 50 e 100% dos extratos. A análise estatística dos dados foi realizada na forma de médias e desviospadrão, tendo sido as variáveis analisadas pelo teste de Shapiro-Wilk’s, e as comparações dos grupos com a análise de variância (ANOVA), seguidas do post-hoc de Tukey, adotando-se neste trabalho um nível de significância de 5%. A análise de MEV, demonstrou para os extratos da C.caribensis um emaranhado de natureza fibrilar para todos os protocolos testados, ao passo que para os extratos da espécie A. fulva, um aspecto nodular para o P2, P3 e P4 e um material particulado para o P1 pôde ser observado. Na análise de FTIR, constatou-se a presença dos grupos característicos para a molécula do COL em todos os protocolos testados para ambas as espécies, sendo que as bandas espectrais de todos os extratos da A. fulva, apresentaram menor intensidade. Na análise de CD, os extratos P2 e P4 da C. caribensis apresentaram uma banda negativa em 210 nm, tendo sido observado para a espécie A. fulva uma banda negativa em 212 nm para o P4. Quanto às análises quantitativas (rendimento do extrato, quantificação de COM, proteínas totais, GaGs e atividade antioxidante) estas demonstraram, de um modo geral para ambas as espécies estudadas, resultados significativamente superiores para os protocolos desenvolvidos neste estudo (P2, P3 e P4). Já em relação à viabilidade da linhagem celular fibroblástica L929 para os extratos da C. caribensis, as únicas diferenças estatísticamente significativas foram observadas entre o grupo controle e o P1 (100%) no dia 1, e entre o grupo controle e os extratos P2 e P3 (50%) no dia 3. Quanto à espécie A. fulva, os extratos de todos os protocolos testados apresentaram uma redução da viabilidade fibroblástica, quando comparados ao grupo controle para ambos os períodos testados. Assim, ao comparar os resultados obtidos a partir dos protocolos testados neste trabalho, o P2 e o P4 da espécie C.caribensis foram os mais eficazes na extração de COM, ao passo que para a espécie A. fulva os protocolos adotados neste trabalho não se mostraram promissores quanto à extração de COM e ao seu comportamento biológico. Maiores investigações biológicas são necessárias para uma efetiva aplicação dos extratos obtidos nos campos da biotecnologia e da Engenharia de tecidos e medicina regenerativa (ETMR).pt_BR
dc.description.abstractPerforming a fundamental role in human tissue structure, collagen (COL) is a protein widely used in the manufacture of several biomaterials, in which, due to its mains sources’ limitations, the marine biodiversity stands out, in specific marine sponges, as an alternative marine collagen (COM) source. Consequently, the extraction methodologies are constantly improved, aiming to develop more simplified and efficient protocols for COM extraction. Within this context, this work aims to develop three COM extraction protocols and compare them to an extraction protocol established in the literature proposed by Swatschek et al., (2002), by utilizing two morphologically distinct marine sponge species: Chondrilla caribensis e Aplysina fulva. Firstly, both species were collected, taxonomically identified, submitted to a pre-treatment, and initiated their tests in the respective extraction protocols (P1, P2, P3 e P4). The extracts obtained were morphologically characterized by scanning electron microscopy (SEM), and evaluated for their physical-chemical properties using Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR), Circular Dichroism (CD), quantification of extract yield, COM, total proteins and glycosaminoglycans (GAGs), as well as the antioxidant activity for the radical ABTS·+ , as well as the verification of cell viability by the MTT assay for the L929 cell line (fibroblasts) in periods of 1 and 3 days, using a concentration extracts around 50 and 100%. The statistical analysis was performed in average and standard deviations, with the variables being analyzed using the Shapiro-Wilk's test as well as the group comparisons with the analysis of variance (ANOVA), followed by Tukey's post-hoc, adopting a 5% significance level. The SEM analysis showed for C. caribensis extracts, a fibrillar structure for all tested protocols, while for A. fulva extracts, a nodular appearance for P2, P3 and P4 and particulate material for P1 could be observed. In the FTIR analysis, the presence of characteristic groups for the COL molecule, was encountered in all protocols tested for both species. For the A. fulva extracts, lessintensity bands were observed for all tested protocols. In the CD analysis, extracts P2 and P4 from C. caribensis showed a negative band at 210 nm. Regarding to A. fulva extracts, a negative band at 212 nm for P4 was depicted. Regarding the quantitative analyzes performed (extract yield, COM quantification, total proteins, GaGs and antioxidant activity), these showed, in general, for both studied species, significantly higher results for the protocols developed in this study (P2, P3 and P4). In relation to the fibroblast cell viability for C. caribensis extracts, significant statistical differences were observed between the control group and P1 (100%) on day 1 and between the control group and extracts P2 and P3 (50%) on day 3. A. fulva extracts showed for all protocols tested, a reduction in fibroblast cells proliferation when compared to the control group for both periods. Therefore, in this work, when comparing the results obtained from all tested protocols, the P2 and P4 applied in C. caribensis species, exhibited the highest efficiency in the extraction of COM whereas, for the A. fulva species, the protocols implemented did not have shown promise in terms of COM extraction and biological behavior. Further investigations are necessary towards an effective application of these extracts in biotechnology and Tissue Engineering and Regenerative Medicine (TERM) fields.en
dc.format.extent85 f.pt_BR
dc.identifierhttps://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=9421704
dc.identifier.citationARAÚJO, Tiago Akira Tashiro de. Extração de colágeno de esponjas marinhas das espécies Chondrilla Caribensis e Aplysina Fulva: desenvolvimento e comparação de protocolos de extração. 2020. 85 f. Dissertação (Mestrado em Bioprodutos e Bioprocessos) - Instituto de Saúde e Sociedade, Universidade Federal de São Paulo, Santos, 2020.pt_BR
dc.identifier.otherProcesso SEI 23089.111515/2020-69pt
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11600/62520
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de São Paulopt_BR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesspt_BR
dc.subjectAmbiente marinhopt_BR
dc.subjectBiotecnologiapt_BR
dc.subjectProtocolos de extraçãopt
dc.subjectBiomaterialpt
dc.subjectMarine environmenten
dc.subjectBiotechnologyen
dc.subjectExtraction protocolsen
dc.subjectBiomaterialen
dc.titleExtração de colágeno de esponjas marinhas das espécies Chondrilla Caribensis e Aplysina Fulva: desenvolvimento e comparação de protocolos de extraçãopt_BR
dc.title.alternativeCollagen extraction from marine sponges Chondrilla Caribensis and Aplysina Fulva species: development and comparison of protocols extractionen
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesispt_BR
unifesp.campusInstituto de Saúde e Sociedade (ISS)pt_BR
unifesp.graduateProgramBioprodutos e Bioprocessospt_BR
unifesp.knowledgeAreaBiotecnologiapt_BR
unifesp.researchAreaBiomateriaispt_BR
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