Characterization of Chondroitin-4-Sulfate extracted from Tilapia viscera (Oreochromis niloticus) and evaluation of its effect on the crystallization of Calcium Oxalate

dc.contributor.advisorCâmara, Rafael Barros Gomes da
dc.contributor.advisor-co1Souza, Giulianna Paiva Viana de Andrade
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9747224552107070pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-5109-1991pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9200036511632745pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Marianna Barros
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3882800505938474pt_BR
dc.contributor.referees1Queiroz Neto, Moacir Fernandes de
dc.contributor.referees2Oliveira, Moacir Franco de
dc.date.accessioned2024-09-13T21:12:41Z
dc.date.available2024-09-13T21:12:41Z
dc.date.issued2023-05-15
dc.description.abstractGlycosaminoglycans (GAGs) are sulfated polysaccharides that are naturally present in urine and have been identified as modulators of urinary stone formation. Among GAGs, chondroitin sulfate (CS) has shown promise as a possible modulator of crystal growth. Studies have revealed that aquatic organisms are alternative sources of CS with therapeutic potential. The fish Oreochromis niloticus, also known as Nile tilapia, was chosen for this study due to its high production and potential for environmental damage. The objective of this study was to isolate CS from O. niloticus viscera and evaluate its modulating effect on calcium oxalate (OxCa) crystal growth. The tilapia culture residues were subjected to an enzymatic proteolysis process, followed by complexation and decomplexation with Lewatit cationic resin to obtain a mixture of GAGs. The GAGs were then purified using fractionation with acetone and ion exchange chromatography. The purified CS was identified as chondroitin-4-sulfate (CSA) and named tilapia chondroitin sulfate (CST). CST (0.01 mg/mL) was found to decrease the size of OxCa crystals and increase the number of crystals formed by 15 times. Fluorescence microscopy assays revealed that CST interacts with the faces of the CaOx monohydrate (COM) crystal, but not with dihydrate crystals. Scanning electron microscopy indicated that CST alters the morphology of COM crystals, making them assume a more elongated shape. Additionally, the study showed that CST does not present cytotoxicity under the evaluated conditions (0.01 – 0.2 mg/mL) in MadinDarby canine renal cell (MDCK) cells. These findings suggest that CST has potential as an anti-kidney stone agent, but further in vivo studies are needed to confirm its efficacy.pt_BR
dc.description.resumoGlicosaminoglicanos (GAG) são polissacarídeos sulfatados que podem modular a formação de cálculos urinários. Nesse contexto, a busca por possíveis moduladores do crescimento de cristais tem revelado o efeito promissor de um tipo de glicosaminoglicano, denominado condroitim sulfato (CS). Estudos revelam que os organismos aquáticos são fontes alternativas de condroitim sulfato. Dentre as espécies marinhas, o peixe Oreochromis niloticus, conhecido como tilápia do Nilo foi escolhida para esse trabalho por representar 52% da produção nacional de piscicultura e gerar grande quantidade de rejeitos. O presente estudo teve como objetivo isolar condroitim sulfato de vísceras do O. niloticus e avaliar o efeito modulador desse composto no crescimento de cristais de oxalato de cálcio (OxCa). Para isso, os resíduos da tilapiocultura foram expostos a um processo de proteólise enzimática, seguido de complexação e descomplexação com resina catiônica Lewatit. Esse método permitiu obter uma mistura de GAGs, que em seguida foi exposta a técnicas de purificação baseadas em fracionamentos com acetona e cromatografia de troca iônica. Para caracterizar o material de estudo, foram realizadas análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e ressonância magnética nuclear demonstraram que o CS purificado era de um condroitim-4-sufato (CSA), e este passou a ser denominado de condroitim sulfato de tilápia (CST). Dentre os resultados obtidos o CST (0,01 mg/mL) diminuiu o tamanho dos cristais de OxCa e aumentou em 15 vezes o número de cristais formados. Ensaios de microscopia de fluorescência mostraram que o CST tem esse efeito por interagir com as faces do cristal monohidrato de OxCa (COM), mas não nos cristais di-hidratados. Já dados de microscopia eletrônica de varredura indicaram que CST altera a morfologia dos cristais COM, fazendo-os assumir uma forma mais longilínea do que aqueles observados no grupo controle. Em paralelo, os testes realizados em células MadinDarby célula renal canina (MDCK) mostraram que CST não apresenta citotoxicidade nas condições avaliadas (0,01 – 0,2 mg/mL). Os dados mostram que o CST é um CSA e que esse modula a formação de cristais OxCa, o colocando em uma posição de um possível agente anti-urolitíase, porém ainda são necessários mais estudos principalmente in vivo.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Marianna Barros. Characterization of Chondroitin-4-Sulfate extracted from Tilapia viscera (Oreochromis niloticus) and evaluation of its effect on the crystallization of Calcium Oxalate. Orientador: Dr. Rafael Barros Gomes da Câmara. 2023. 75f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60155
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULARpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectResíduos biológicospt_BR
dc.subjectPolissacarídeo sulfatadopt_BR
dc.subjectGlicosaminoglicanopt_BR
dc.subjectTilápiapt_BR
dc.subjectCálculos urináriospt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASpt_BR
dc.titleCharacterization of Chondroitin-4-Sulfate extracted from Tilapia viscera (Oreochromis niloticus) and evaluation of its effect on the crystallization of Calcium Oxalatept_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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