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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Biologia Celular)

Título [PT]: Propriedades, potenciais aplicações biomédicas e efeitos da sericina de Bombyx mori sobre a morfofisiologia de camundongos obesos por dieta hiperlipídica
Autor(es): Regina Inês Kunz
Palavras-chave [PT]:

Serecina. Bombyx mori. Aplicações biomédicas. Biomaterial. Proteína da seda. Obesidade. Tratamento. Fígado. Jejuno. Brasil.

Biomaterial. Sericin. Silk protein. Obesity. Liver. Jejunum. Treatment. Brazil.

Maria Raquel Marçal Natali [Orientador] - UEM Sandra Lucinei Balbo - UNIOESTE Helenton Cristhian Barrena - UNINGÁ Maria Montserrat Diaz Pedrosa - UEM Luzmarina Hernandes - UEM

Resumo: A sericicultura é a atividade voltada a criação do Bombyx mori, conhecido popularmente como bicho-da-seda, cujo objetivo final é a obtenção do casulo, processado pela indústria têxtil. Segundo a Câmara Técnica de Seda do Paraná, o estado é o maior produtor nacional e responsável pela confecção da melhor seda do mundo. Principalmente nos últimos anos, pesquisadores têm investigado características físicas e biológicas das proteínas encontradas no fio de seda: fibroína, que dá origem a seda crua, e sericina. Considerando a importância da sericicultura no Paraná, bem como o intuito de apresentar aplicações da sericina, considerada produto de descarte pela indústria, se justifica a realização de um artigo científico de revisão sobre a temática das propriedades e aplicações biomédicas da sericina de B. mori. Neste estudo, confirmamos que a sericina é produto de splicing alternativo de três genes, Ser1, Ser2 e Ser3, é secretada pela glândula da seda média, se organiza em três camadas em torno de dois filamentos de fibroína, de modo que cada camada apresenta características de composição aminoacídica, peso molecular e solubilidade diferentes. Estruturalmente, a sericina é uma proteína globular composta por estruturas em hélice aleatória e folha-β, domínios que se alteram de acordo com forças mecânicas e variações de temperatura, transitando entre a forma sólido-gel. É composta por 18 aminoácidos, muitos dos quais contém grupamentos altamente polares que lhe conferem a característica hidrofílica. Diferentes técnicas de extração de sericina são descritas, sendo as principais baseadas no uso de solução de ureia, extração alcalina ou ácida e uso de alta temperatura, associada ou não à alta pressão em autoclave. A diversidade de metodologias para a obtenção da proteína, associada à sua heterogeneidade gênica e molecular, variando de 20 a 400 kDa, permite sua classificação quanto a solubilidade, em sericina A, B ou C, ou local de síntese na glândula da seda, em sericina A, M ou P. Além das características próprias, a organização estrutural da sericina permite ligações cruzadas, copolimerizações e combinações com outras proteínas, ampliando as aplicabilidades da molécula. Por apresentar baixa imunogenicidade, a sericina pode ser considerada um biomaterial compatível, apresentando resultados promissores em espécies animais e até mesmo em estudos clínicos. Seu papel antioxidante pode ser atribuído aos pigmentos de flavonoides e carotenoides frequentemente encontrados entre as camadas de sericina, e a tornam um ingrediente natural e seguro para alimentos e a indústria de cosméticos, onde se destaca como substância hidratante. Essa característica associada ao fato de ser imunologicamente inerte torna a sericina um potencial cicatrizante, principalmente de queimaduras e feridas relacionadas ao diabetes mellitus. Ainda nesta vertente, a proteína se mostrou eficiente na composição de hidrogéis, filmes e matrizes utilizados na engenharia de tecidos, estruturas que podem também ser utilizadas para a entrega de medicamentos ou outras substâncias. Estudos in vitro evidenciaram que a sericina pode ser usada como suplemento de meio de cultura e como agente crioprotetor, em variadas linhagens celulares; enquanto ensaios com animais demonstraram que a proteína pode ter potencial antitumoral. Metabolicamente provou ter ação prebiótica, por atenuar condições de constipação intestinal e aumentar a absorção de alguns íons disponibilizados na dieta. Moléculas de menor peso molecular apresentam ação hipotensiva e anticoagulante, além de melhorar a atividade de algumas células envolvidas na resposta imune específica. No metabolismo lipídico e glicêmico a sericina atua de modo benéfico quando administrada profilaticamente, reduzindo concentrações plasmáticas de lipoproteínas, colesterol, triglicerídeos e citocinas inflamatórias relacionadas à obesidade, diminui a resistência à insulina e aumenta a adiponectina sérica. Assim, as características físico-químicas da sericina a tornam um material biocompatível promissor para várias aplicações biomédicas. Devido à tendência de aumento na ocorrência da obesidade, um dos maiores problemas de saúde no mundo, e a dificuldade de controlar as comorbidades associadas, surge a necessidade de se encontrar recursos naturais com ações terapêuticas. Considerando o potencial efeito na prevenção da obesidade, realizamos um estudo experimental com o objetivo de analisar os efeitos da sericina de B. mori na reversão de parâmetros plasmáticos e morfologia tecidual de camundongos obesos por dieta hiperlipídica. Para tanto, foram utilizados camundongos machos da linhagem C57Bl6, com aproximadamente nove semanas de idade, distribuídos em dois grupos: Controle (CT) e Obeso (OB), que receberam ração padrão ou dieta hiperlipídica por 10 semanas, respectivamente. Após esse período, os animais foram alocados em quatro grupos com sete animais cada: Controle (CT); Controle + Sericina (CT-S); Obeso (OB); e Obeso + Sericina (OB-S), que permaneceram recebendo as respectivas dietas por mais 4 semanas, período no qual os camundongos dos grupos CT-S e OB-S receberam sericina oralmente na dose de 1.000 mg/kg de peso corporal. Durante o período experimental foram monitorados parâmetros fisiológicos como o ganho de peso, consumo alimentar, peso das fezes e análise de lipídios fecais, motilidade intestinal e tolerância à glicose. A eutanásia foi realizada por exsanguinação e o plasma foi utilizado para a dosagem da glicemia, colesterol, triglicerídeos e transaminases hepáticas. Amostras de tecido adiposo branco, fígado e jejuno foram processadas para microscopia de luz e posterior análise morfológica. Fragmentos do fígado foram utilizados para a determinação de lipídios e quantificação de triglicerídeos e colesterol. Os camundongos alimentados com dieta hiperlipídica apresentaram maior ganho de peso e acúmulo de gordura, bem como aumento do colesterol total e glicemia, caracterizando a instalação da obesidade. Houve hipertrofia dos adipócitos retroperitoneais e periepididimais e presença de esteatose hepática, acompanhada do aumento de colesterol e triglicerídeos no fígado nos camundongos que ingeriram dieta hiperlipídica. Ainda, a obesidade promoveu diminuição no comprimento do intestino delgado bem como aumento na altura do vilo e redução na profundidade da cripta e na espessura da túnica muscular. O tratamento com sericina não causou nenhum efeito nos camundongos do grupo CT-S. Nos animais obesos tratados, a sericina não reverteu a obesidade mas aumentou a quantidade de gordura eliminada nas fezes e restaurou os parâmetros morfométricos do jejuno. Assim, verificamos que a sericina se apresenta como um tratamento potencial para a obesidade por promover a proteção de componentes da parede jejunal. Abstract: Sericulture is the commercial silk farming of Bombyx mori, popularly known as silkworm, whose final objective is the obtaining of the cocoon, processed by the textile industry. In accordance with Câmara Técnica de Seda do Paraná (Silk Technical Chamber of Paraná), the State is the greater national producer and generates the best silk of the world. Principally in the last years, scientists have investigate the physical and biological characteristics of silk threads proteins: fibroin, converted in raw silk, and sericin. Considering the importance of sericulture in Paraná State, as well the objective to presents applications of sericin, discarded by the textile industry, justify the scientific review paper about the properties and biomedical applications of silkworm sericin. In this study, we confirm that the sericin is product of alternative splicing of three genes, Ser1, Ser2 and Ser3, is secreted in the middle silk gland and organized in three layers around two fibroin filaments, so that each layer presents different characteristics of amino acids composition, molecular weight and solubility. Structurally, the sericin is a globular protein composts by random coil and β-sheets, domains that alters in accordance with mechanical forces and temperature variations, transiting in sol-gel form. Is compost by 18 amino acids, many of these with strong polar groups that confers hydrophilic characteristic. Differential extraction methods of sericin are described, being the principals based in urea solution, extraction with acidic or alkali solutions and high-temperature associated or not with high-pressure in autoclave. The diversity in extraction methods, associated with your genic and molecular heterogeneity, 20 to 400 kDa, enable your classification regarding the solubility, in sericin A, B or C, or based in place of synthesis in middle silk gland, in sericin A, M or P. Besides the own characteristics, the structural organization of sericin enable crosslinking, copolymerizations and combinations with other polymers, extended your applicability. For your low immunogenicity, the sericin can be considerate a compatible biomaterial, presenting good results in animal species and clinical studies. Your antioxidant potential can be attributed to the flavonoids and carotenoids pigments, frequently found between the sericin layers, and suggests that the sericin is a natural and safe ingredient for food and cosmetic industry, where it stands out as a moisturizing substance. This characteristic associated with your low immunogenicity, makes the sericin a healing potential, principally of burns and diabetes mellitus´ wounds. Still, the protein permits the composition of hydrogels, films and matrices used in tissue engineering, structures that can be used for drug or other substances delivery. In vitro studies proved that the sericin can be used as supplement in culture medium and cryoprotectant agent, in many cell lines; while tests with animals demonstrated an antitumour effect. Metabolically, proved a prebiotic action, by reduction of intestinal constipation and by absorption's increase of many ions available in the diet. Molecules of minor molecular weight presents hypotensive and anticoagulant action, and improves the activity of some cells involved in specific immune response. On lipid and glycemic metabolism the sericin acts beneficially when administrated preventively, reducing plasmatic concentrations of lipoproteins, cholesterol, triglycerides and inflammatory cytokines related with the obesity, reducing the insulin resistance and increasing the serum adiponectin. Therefore, the physicochemical properties of sericin turns a promising biocompatible material for various biomedical applications. Whereas the increase in obesity occurrence, one of the most health problems in the world, and the difficulty in to control the associated comorbidities, arises the necessity in found natural recourses with therapeutic potential. Considering the effect in obesity prevention, we realize an experimental study to analyse the effects of B. mori sericin on the reversion of plasmatic parameters and tissue morphology of obese mice by high-fat diet. For this, were used male mice from C57Bl6 lineage, with approximately 9 weeks age, distributed in two groups: Control (CT) and Obese (OB), that received standard control diet or high-fat diet for 10 weeks, respectively. In sequence, the animals were distributed in four groups with seven animals each: Control (CT); Control + Sericin (CT-S); Obese (OB); and Obese + Sericin (OB-S), that remained receiving standard control diet or high-fat diet for more 4 weeks, period in which the mice of CT-S and OB-S groups received sericin orally at a dose of 1000 mg/kg body weight. During the experimental period were monitored physiologic parameters, as weight gain, food consumption, faeces weight and analysis of faecal lipids, intestinal motility and glucose tolerance. The euthanasia was performed by exsanguination and the plasma used for determination of glycemia, cholesterol, triglycerides and hepatic transaminases. Samples of white adipose tissue, liver and jejunum were processed for light microscopy and morphologic analysis. Fragments of liver were used to lipid determination, and triglycerides and cholesterol quantification. The mice fed with high-fat diet presents more weight gain and fat accumulation, as well increase of total cholesterol and glycemia, which proved the obesity development. There was hypertrophy in retroperitoneal and periepididimal adipocytes and development of hepatic steatosis, added to increase of hepatic cholesterol and triglycerides in mice that received high fat diet. The obesity promoted reduction in small intestine' length, as well increase in vilo's height and reduction in crypt depth and muscular layer thickness. The treatment with sericin don´t causes any effect in mice from CT-S group. In treated obese mice, sericin did not reverse the obesity, but increased the amount of lipid eliminated in faeces and restored the morphometric parameters of jejunum. Therefore, we observed that sericin presents a potential treatment for obesity by to promote the protection of jejunal wall components.

Idioma: mul Data de Publicação: 2017 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof.ª Dr.ª Maria Raquel Marçal Natali Co-Orientador: Prof.ª Dr.ª Rose Meire Costa Brancalhão Instituição: Universidade Estadual de Maringá . Centro de Ciências Biológicas Nível: Tese (doutorado em Ciências Biológicas) UEM: Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas

Responsavel: edson
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese Regina Kunz (versão final).pdf
Tamanho: 1693 Kb (1733342 bytes)
Criado: 12-06-2017 19:44
Atualizado: 12-06-2017 19:52
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