Papel biológico da L-asparaginase produzida por Streptomyces ansochromogenes UFPEDA 3420: atividade citotóxica, genotóxica e imunomodulatória

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: LACERDA, Glêzia Renata da Silva
• Orientador(a): NASCIMENTO, Silene Carneiro do
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencias Biologicas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Enzimas; Actinobactéria; Câncer- tratamento
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/25331

Streptomyces é produtor de diversos metabólitos secundários, incluindo L-asparaginase, uma enzima que hidrolisa a asparagina em ácido aspártico e amônia. Logo, tem sido utilizada como agente quimioterápico no tratamento da leucemia linfoblástica aguda, pois estas células não produzem asparagina e dependem do aminoácido livre para a síntese proteica. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade citotóxica, genotóxica e imunomodulatória da L-asparaginase produzida por Streptomyces ansochromogenes UFPEDA-3420. A enzima foi produzida a partir da determinação dos parâmetros ideais de cultivo do micro-organismo. Sua atividade foi determinada pela dosagem de amônia liberada por Nesslerização. O extrato bruto foi purificado por métodos cromatográficos. O peso molecular foi determinado por eletroforese SDS-PAGE. O efeito citotóxico da L-asparaginase foi observado frente às linhagens de células tumorais: HEp-2 (carcinoma de laringe), NCIH-292 (carcinoma mucoepidermoide de pulmão), MOLT-4 (Leucemia linfoblástica humana), K562 (leucemia mielóide), HL-60 (leucemia aguda promielocítica) e MCF-7 (adenocarcinoma de mama), utilizando o ensaio do MTT. Os efeitos genotóxicos foram determinados pelos Testes Cometa Alcalino e de Micronúcleo nas linhagens tumorais NCIH-292, MCF-7 e MOLT-4 e em células normais PBMC (Células Mononucleadas de Sangue Periférico), utilizando as concentrações 12,5, 25 e 50 μg/mL de L-asparaginase, como controle positivo a Doxorrubicina na concentração da sua IC₅₀ para cada célula tumoral: 0,5 μg/mL (NICH-292), 0,04 μg/mL (MOLT-4) e 0,2 μg/mL (MCF-7) e como controle negativo as células sem tratamento. Os parâmetros ideais de cultivo foram fermentação em meio M9, 48 horas, pH=6, 37ºC e rendimento máximo de 743.29 UI/mL. A enzima foi purificada até homogeneidade com fator de purificação 6,06, rendimento 27,68% da atividade inicial e atividade específica final 35.205,76 UI/mg. A enzima purificada apresentou peso molecular de 63,99 kDa, com atividade catalítica ótima em pH=7 e 40ºC. L-asparaginase apresentou valores de Km de 3,224 mM e Vmax de 161,29 UI/min. Quanto aos efeitos citotóxicos, apresentou IC₅₀ de 25 μg/mL frente à linhagem MOLT-4. Foi observado que esta substância possui efeitos genotóxicos sobre as linhagens estudadas. No parâmetro Índice de Danos, as três linhagens tumorais apresentaram resultados significativos para todas as concentrações testadas quando comparadas com células não tratadas, exceto na concentração de 12,5 μg/mL na linhagem MOLT-4. No Teste do micronúcleo, foi observado que em todas as células houve indução à formação de micronúcleos, coferindo efeito genotóxico a enzima. Isso demonstra que nas linhagens MOLT-4 e PBMC, tanto o parâmetro células micronucleadas quanto a frequência de micronúcleos aumentaram de acordo com o aumento da concentração de L-asparaginase, demonstrando um efeito dose/resposta positivo. L-asparaginase induziu a ativação e proliferação de linfócitos TCD8+ e produziu níveis elevados de TNF-α, IFN-γ, IL-2 e IL-10 em 24 horas. O presente estudo possui grande relevância científica, pois consiste no primeiro relato de produção de L-asparaginase por Streptomyces ansochomogenes UFPEDA-3420, sua ação genotóxica em células tumorais e normais e atividade imunomodulatória, de forma inédita. Esse fato é importante, pois L-asparaginase tem sido empregada nas terapias convencionais de controle e tratamento do câncer. Dessa forma, esta enzima configura-se como molécula promissora para utilização em modelos in vivo e para aprofundar testes pré-clínicos.