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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Cincias Biolgicas (Biologia Celular)

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Ttulo [PT]: Propriedades, potenciais aplicaes biomdicas e efeitos da sericina de Bombyx mori sobre a morfofisiologia de camundongos obesos por dieta hiperlipdica
Autor(es): Regina Ins Kunz
Palavras-chave [PT]:

Serecina. Bombyx mori. Aplicaes biomdicas. Biomaterial. Protena da seda. Obesidade. Tratamento. Fgado. Jejuno. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Biomaterial. Sericin. Silk protein. Obesity. Liver. Jejunum. Treatment. Brazil.
rea de concentrao: Biologia Celular e Molecular
Titulao: Doutor em Cincias Biolgicas
Banca:
Maria Raquel Maral Natali [Orientador] - UEM
Sandra Lucinei Balbo - UNIOESTE
Helenton Cristhian Barrena - UNING
Maria Montserrat Diaz Pedrosa - UEM
Luzmarina Hernandes - UEM
Resumo:
Resumo: A sericicultura a atividade voltada a criao do Bombyx mori, conhecido popularmente como bicho-da-seda, cujo objetivo final a obteno do casulo, processado pela indstria txtil. Segundo a Cmara Tcnica de Seda do Paran, o estado o maior produtor nacional e responsvel pela confeco da melhor seda do mundo. Principalmente nos ltimos anos, pesquisadores tm investigado caractersticas fsicas e biolgicas das protenas encontradas no fio de seda: fibrona, que d origem a seda crua, e sericina. Considerando a importncia da sericicultura no Paran, bem como o intuito de apresentar aplicaes da sericina, considerada produto de descarte pela indstria, se justifica a realizao de um artigo cientfico de reviso sobre a temtica das propriedades e aplicaes biomdicas da sericina de B. mori. Neste estudo, confirmamos que a sericina produto de splicing alternativo de trs genes, Ser1, Ser2 e Ser3, secretada pela glndula da seda mdia, se organiza em trs camadas em torno de dois filamentos de fibrona, de modo que cada camada apresenta caractersticas de composio aminoacdica, peso molecular e solubilidade diferentes. Estruturalmente, a sericina uma protena globular composta por estruturas em hlice aleatria e folha-β, domnios que se alteram de acordo com foras mecnicas e variaes de temperatura, transitando entre a forma slido-gel. composta por 18 aminocidos, muitos dos quais contm grupamentos altamente polares que lhe conferem a caracterstica hidroflica. Diferentes tcnicas de extrao de sericina so descritas, sendo as principais baseadas no uso de soluo de ureia, extrao alcalina ou cida e uso de alta temperatura, associada ou no alta presso em autoclave. A diversidade de metodologias para a obteno da protena, associada sua heterogeneidade gnica e molecular, variando de 20 a 400 kDa, permite sua classificao quanto a solubilidade, em sericina A, B ou C, ou local de sntese na glndula da seda, em sericina A, M ou P. Alm das caractersticas prprias, a organizao estrutural da sericina permite ligaes cruzadas, copolimerizaes e combinaes com outras protenas, ampliando as aplicabilidades da molcula. Por apresentar baixa imunogenicidade, a sericina pode ser considerada um biomaterial compatvel, apresentando resultados promissores em espcies animais e at mesmo em estudos clnicos. Seu papel antioxidante pode ser atribudo 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 indstria de cosmticos, onde se destaca como substncia hidratante. Essa caracterstica 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 protena se mostrou eficiente na composio de hidrogis, filmes e matrizes utilizados na engenharia de tecidos, estruturas que podem tambm ser utilizadas para a entrega de medicamentos ou outras substncias. 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 protena pode ter potencial antitumoral. Metabolicamente provou ter ao prebitica, por atenuar condies de constipao intestinal e aumentar a absoro de alguns ons disponibilizados na dieta. Molculas de menor peso molecular apresentam ao hipotensiva e anticoagulante, alm de melhorar a atividade de algumas clulas envolvidas na resposta imune especfica. No metabolismo lipdico e glicmico a sericina atua de modo benfico quando administrada profilaticamente, reduzindo concentraes plasmticas de lipoprotenas, colesterol, triglicerdeos e citocinas inflamatrias relacionadas obesidade, diminui a resistncia insulina e aumenta a adiponectina srica. Assim, as caractersticas fsico-qumicas da sericina a tornam um material biocompatvel promissor para vrias aplicaes biomdicas. Devido tendncia de aumento na ocorrncia da obesidade, um dos maiores problemas de sade no mundo, e a dificuldade de controlar as comorbidades associadas, surge a necessidade de se encontrar recursos naturais com aes teraputicas. Considerando o potencial efeito na preveno da obesidade, realizamos um estudo experimental com o objetivo de analisar os efeitos da sericina de B. mori na reverso de parmetros plasmticos e morfologia tecidual de camundongos obesos por dieta hiperlipdica. Para tanto, foram utilizados camundongos machos da linhagem C57Bl6, com aproximadamente nove semanas de idade, distribudos em dois grupos: Controle (CT) e Obeso (OB), que receberam rao padro ou dieta hiperlipdica por 10 semanas, respectivamente. Aps esse perodo, 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, perodo 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 perodo experimental foram monitorados parmetros fisiolgicos como o ganho de peso, consumo alimentar, peso das fezes e anlise de lipdios fecais, motilidade intestinal e tolerncia glicose. A eutansia foi realizada por exsanguinao e o plasma foi utilizado para a dosagem da glicemia, colesterol, triglicerdeos e transaminases hepticas. Amostras de tecido adiposo branco, fgado e jejuno foram processadas para microscopia de luz e posterior anlise morfolgica. Fragmentos do fgado foram utilizados para a determinao de lipdios e quantificao de triglicerdeos e colesterol. Os camundongos alimentados com dieta hiperlipdica apresentaram maior ganho de peso e acmulo de gordura, bem como aumento do colesterol total e glicemia, caracterizando a instalao da obesidade. Houve hipertrofia dos adipcitos retroperitoneais e periepididimais e presena de esteatose heptica, acompanhada do aumento de colesterol e triglicerdeos no fgado nos camundongos que ingeriram dieta hiperlipdica. Ainda, a obesidade promoveu diminuio no comprimento do intestino delgado bem como aumento na altura do vilo e reduo na profundidade da cripta e na espessura da tnica muscular. O tratamento com sericina no causou nenhum efeito nos camundongos do grupo CT-S. Nos animais obesos tratados, a sericina no reverteu a obesidade mas aumentou a quantidade de gordura eliminada nas fezes e restaurou os parmetros morfomtricos do jejuno. Assim, verificamos que a sericina se apresenta como um tratamento potencial para a obesidade por promover a proteo 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 Cmara Tcnica de Seda do Paran (Silk Technical Chamber of Paran), 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 Paran 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 dont 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.
Data da defesa: 17/02/2017
Cdigo: vtls000226013
Informaes adicionais:
Idioma: mul
Data de Publicao: 2017
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Maria Raquel Maral Natali
Co-Orientador: Prof. Dr. Rose Meire Costa Brancalho
Instituio: Universidade Estadual de Maring . Centro de Cincias Biolgicas
Nvel: Tese (doutorado em Cincias Biolgicas)
UEM: Programa de Ps-Graduao em Cincias Biolgicas

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