Otimização, isolamento, identificação e atividade antiproliferativa da violaceina obtida por processo fermentativo

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2002

RESUMO

A violaceína é um pigmento produzido pela bactéria Chromobacterium violaceum e estudada por vários grupos de pesquisadores mundialmente, sendo já relatada as seguintes atividades biológicas para este pigmento: bactericida (Durán 1990), tripanocida (Caldas et aI. 1978; Durán et al. 1989; Durán &Haun, 1991), anti-viral (May et al. 1991), tumoricida (Durán et al. 1996), atividade citotóxica em células de mamíferos (Durán et aI. 1989; Haun et al. 1992), antioxidante (De Azevedo et al 2000), indução de apoptose (MeIo et al. 2000) e antifúngica (Shirata et aI. 2000). No entanto, no atual estágio de desenvolvimento, ela ainda não entrou na fase clínica. O requerimento nutricional da C. violace um necessário para aumentar a produção de violaceína tem sido estudado desde 1913 utilizando técnicas clássicas univariadas. Ao longo das décadas um número de fatores nutricionais foram relatados como sendo importantes para a produção de violaceína, tais como glicose (Kimmel &Maier 1969, Duran et al. 1994), extrato de levedura, DL-metionina, vitamina B12, peptona (DeMoss &HappeI1959), Zn+2(Hoshino &Yamamoto 1997), L-triptofano (DeMoss &Evans 1959, Kimmel &Maier 1969), temperatura, agitação, pH (DeMoss &Evans 1959, Riveros et aI. 1989) entre outros. Além dos fatores físicos e nutricionais, a produção de violaceína pelo C. violaceum, depende da cepa utilizada e existem poucos trabalhos que relatam a produção volumétrica (nmol mL-1 h-1) deste pigmento. A cepa ATCC 553 utilizada por DeMoss &Happel (1959) tinha uma taxa de produção de violaceína de 0,47 nmol mL-1 h-1. Riveros et al. (1989) utilizou a cepa BB-78 e obteve uma taxa de produção de 4.0 nmol mL-1 h-1. A cepa CCT 3496 utilizada neste trabalho tinha uma produção de 13.75 nmol mL-1 h-1 antes da otimização. Esses valores podem ser aumentados, contudo a determinação dos níveis dos fatores otimizados por técnicas padrões univariadas nem sempre são possíveis para tais sistemas complexos. Um dos objetivos deste trabalho foi determinar os valores dos fatores otimizados para aumentar a produção de violaceína e massa celular pela aplicação de grupos de planejamentos planejados estatisticamente. Esses experimentos multivariados são desenhados para reduzir o número de experimentos necessários no processo de otimização e produzir resultados mais precisos que aqueles obtidos por estratégias univariadas (Barros Neto et aI. 1996, Box et al. 1978). Com utilização de planejamentos estatísticos é possível a otimização de um sistema mesmo quando os mecanismos fundamentais envolvidos no processo de investigação não são conhecidos. A primeira fase deste trabalho, envolveu um planejamento fracionário ideal para triagem simultânea de fatores, onde foram estudados 11 fatores (glicose, extrato de levedura, peptona, DL-metionina, vitamina B12, L-triptofano, agitação, temperatura, inóculo, Zn+2e pH). Destes 11 fatores, 5 fatores (glicose, extrato de levedura, peptona, L-triptofano e Zn+2) foram considerados como os mais importantes para aumentar a produção simultânea de violaceina e massa celular. Assim, um planejamento composto central de cinco fatores foi utilizado para este propósito. Neste estágio, conseguiu-se aumentar os valores médios de produção de 5,19 g/L (biomassa) e 0,11 g/L (violaceína bruta) no planejamento fracionário para 7,47 g/L (biomassa) e 0,23 g/L (violaceína bruta) utilizando um planejamento composto central com 5 fatores. Com base neste último planejamento, utilizou-se os fatores mais importantes (glicose, L-triptofano e extrato de levedura) e realizou-se um planejamento composto central com três fatores. Como resultado obteve-se 16,59 g/L (biomassa) e 0,36 g/L (violaceína bruta), o que representa um aumento de mais 100% e 50%, respectivamente em relação ao planejamento fracionário. Este trabalho mostra que aumentos de metabólitos secundários, por qualquer microrganismo, podem ser conseguidos utilizando estas técnicas multivariadas. A última fase deste trabalho envolveu testes de triagem farmacológica, que foram realizados com oito linhagens de células de tumores sólidos. Estes demonstraram que o extrato semi-purificado de violaceína por cristalização (ESPVC), apresentou efeitos de autocitoproteção celular concentração-dependente, em concentrações acima de 0,25 µg/mL sobre algumas linhagens celulares, principalmente com relação as células de tumores de mama (NCI-ADR) e de melanoma (UACC62).

ASSUNTO(S)

analise multivariada microorganismos chromobacterium violaceum medicamentos produtos naturais planejamento experimental diversidade biologica industria farmaceutica fermentação diversidade biologica

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