Hidratos de carbono de Undaria pinnatifida colectada en el Golfo San Jorge de potencial uso en Salud

NAMUNCURÁ MARÍA SOLEDAD; CORDOBA OSVALDO LEON; FLORES MARIA LUJAN

Comodoro Rivadavia - Caleta Olivia

Encuentro; 1° Encuentro de becarios e investigadores CONICET del Golfo San Jorge; 2022

Centro de Investigación y Tramsferencia Golfo San Jorge

Las algas marinas son una de las fuentes más ricas y prometedoras de recursos naturalesrenovables que el hombre aún no utiliza a gran escala y cuya investigación ha sidoorientada a un número limitado de especies 1 . Undaria pinnatifida (Harvey) Suringar(Alariaceae) es un alga parda de origen asiático (Japón, Corea y China) que desde 1970comenzó a expandirse a áreas no nativas encontrándose actualmente en Europa,Australia y América 2 , siendo abundante en las costas del Golfo San Jorge. En estudiosprevios de la especie realizados en nuestro grupo de investigación, incluyendo 2 tesisdoctorales finalizadas, se demostró que desarrolla una compleja biosíntesis. Losdiferentes metabolitos sintetizados son útiles para su supervivencia y muchosrepresentan productos potencialmente activos para ser aprovechados y aplicados enSalud 3 .La beca y tesis doctoral en Farmacia de esta presentación se centra en el estudio de loshidratos de carbono de la especie colectada estacionalmente en la región central delGolfo San Jorge, en especial en manitol, fucoidanos y alginatos. Se basa en laexperiencia de los directores en estos temas, habiendo puesto a punto su estudio endiversos proyectos de investigación y tesis doctorales 3,4,5 . El manitol es un poliolderivado del monosacárido manosa; representa un metabolito de reserva utilizado frentea situaciones de estrés y desecación, siendo biosintetizado como producto final de lafotosíntesis 6 . Presenta importantes beneficios en salud por su actividad como diuréticoosmótico frente a diversas afecciones; no obstante, no ha sido explotado aún a partir deninguna especie de la región, siendo nuestro grupo pionero en su investigación.Los fucoidanos y alginatos son polisacáridos estructuralmente complejos de la paredcelular de las algas pardas; estos compuestos dan resistencia y flexibilidad, ayudando asoportar las tensiones provocadas por las corrientes marinas 7 . Los fucoidanoscorresponden a heteropolisacáridos que contienen L-fucosa con distinto grado desulfatación, acompañada de galactosa, otros monosacáridos neutros y/o ácidos urónicos;su estructura varía según la especie y espacio-temporalmente, habiéndose descriptodestacada actividad anticancerígena, antioxidante, antiviral y anticoagulante 4,8 . El diseñoexperimental para su estudio fue desarrollado en nuestros grupos de investigación conAdenocystis utricularis en la tesis doctoral de Ponce 4,9 .Los alginatos se constituyen de unidades de ácidos β-D-manurónico (M) y α-L-gulurónico (G), agrupados en secuencias homopoliméricas (MM, GG) yheteropoliméricas (MG) coexistiendo y mostrando amplias variaciones en laspropiedades dependiendo del origen del polisacárido. Durante la tesis doctoral deBecerra también realizada en nuestro grupo, se optimizó su extracción para obtener unalginato de calidad óptima para su uso en salud 10 . Son ampliamente utilizados en lasindustrias alimentaria y farmacéutica por sus propiedades gelificantes y actividadesbiológicas.En este contexto, con el objetivo de optimizar la extracción de estos compuestos ycontinuando con el uso de solventes amigables con el medio ambiente, empleamossoluciones hidroalcohólicas, acuosas y agua. Los esporofitos fueron colectadosestacionalmente durante 2021-22, en Playa Bonita (45° 59’ 18,4’’ S, 67° 34’ 56,7’’ W),al sur de Comodoro Rivadavia. En esta primera parte de la beca estamos trabajando conel material de otoño; un ejemplar fue depositado en el Herbario Regional Patagónico(HRP N° 7861), el resto se secó a temperatura ambiente y se redujo a polvo. Unaporción de material reducido a polvo fue sometida a extracciones exhaustivas con etanolal 80 % v/v, a temperatura ambiente y a 70 °C 3,10 . El marco alcohólico obtenido trascentrifugación, fue sometido a una extracción exhaustiva acuosa hasta que los extractosevidenciaron cantidades exiguas de azúcares totales por el método del fenol-ácidosulfúrico 3,4 . Del marco acuoso, se procedió a realizar la extracción y purificación delalginato, siguiendo el protocolo puesto a punto en nuestros laboratorios 5 . Los extractosobtenidos se llevaron a seco en estufa al vacío o por liofilización, según corresponda.Los extractos alcohólicos fueron analizados mediante screening químico ycromatografía planar e instrumental (RP-HPLC-DAD y CG-MS) 3 . Una porción delextracto acuoso fue sometido a precipitación con una solución de bromuro dehexadeciltrimetilamonio y posterior fraccionamiento de las sales insolubles porredisolución, utilizando soluciones de concentraciones crecientes de cloruro de sodio 4,9 .Las fracciones se analizaron mediante cuantificación de hidratos de carbono, ácidosurónicos, sulfatos y proteínas, y por cromatografía CG-MS, previa hidrólisis yderivatización a los correspondientes alditoles peracetilados.Los resultados obtenidos hasta el momento forman parte de presentaciones en congresosy de una publicación en preparación, por lo que en esta oportunidad serán mencionadosbrevemente. En este sentido, los extractos alcohólicos resultaron ricos en manitol. Lapresencia de este poliol fue corroborada mediante TLC según Farmacopea Argentina 11 ytras derivatización, por CG-MS. Además, contenían compuestos fenólicos,fundamentalmente ácido cafeico y flavonoides. Por ello, se efectuó una primerapurificación del manitol a partir del extracto de etanol a temperatura ambiente utilizandocloroformo y acetato de etilo, logrando separar gran parte de las sustanciasacompañantes.En cuanto al extracto acuoso, el fraccionamiento demostró la presencia de polisacáridosricos en fucosa de mayor complejidad que los determinados en otras especies, cuyaelucidación estructural estamos realizando mediante diferentes técnicasespectroscópicas. En cuanto al alginato, se obtuvo un producto de característicasinteresantes; su estructura también se encuentra en etapa de estudio.Los resultados resultan prometedores, demostrando la eficiencia de las diferentesmetodologías puestas a punto ya que permiten la obtención de los metabolitos de interésen forma relativamente sencilla, económica y ecológicamente aceptables; a la vezposicionan a Undaria pinnatifida como un recurso renovable con alta potencialidad.Cabe destacar también que, mediante estancias de investigación con el Dr. Carlos A.Stortz y la Dra. N.M. Andrea Ponce (FCEN – UBA – CIHIDECAR CONICET), yestudios de aplicación de derivados del alginato con la Dra. María E. Olivera(Tecnología Farmacéutica, UNC), continuamos posicionando nuestras investigacionesen un marco interinstitucional de mutua retroalimentación científica.1. Cofrades, S; Serdaroǧlu, M; Jiménez-Colmenero, F. Design of Healthier Foods andBeverages Containing Whole Algae. In Functional Ingredients from Algae for Foodsand Nutraceuticals; Elsevier Ltd., 2013; pp 609–633.https://doi.org/10.1533/9780857098689.4.609.2. CABI-Invasive Species Compendium. https://www.cabi.org/isc (accessed 2022-08-26).3. Flores, ML; Córdoba, OL. Biodiversidad Algal de Las Costas PatagónicasArgentinas: Estudio Integral Químico - Biofarmacológicos Destinado a Revalorizar LosRecursos a Través de Un Potencial Aprovechamiento Industrial, BB-34 PNUD ARG02/018 2005-8.4. Ponce, NMA (Stortz, CA Dir.; Flores, ML Codir.). Estudio Del Sistema dePolisacáridos de Adenocystis utricularis, Un Alga Parda de Las Costas PatagónicasArgentinas de Posible Utilización Farmacológica e Industrial. Tesis Doctoral enFarmacia, Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, 2007.5. Becerra, M (Flores, ML Dir.; Stortz, CA Codir.). Obtención de Productos deImportancia Farmacéutica Biosintetizados Por Especies de Algas Pardas de Las CostasDel Golfo San Jorge. Tesis Doctoral en Farmacia, Universidad Nacional de laPatagonia San Juan Bosco, 2016.6. Lee, RE. Phycology (Fourth Edition); Cambridge University Press, 2008.7. Deniaud-Bouët, E; Kervarec, N; Michel, G; Tonon, T; Kloareg, B; Hervé, C.Chemical and Enzymatic Fractionation of Cell Walls from Fucales: Insights into theStructure of the Extracellular Matrix of Brown Algae. Ann Bot 2014, 114 (6),1203–1216. https://doi.org/10.1093/aob/mcu096.8. Zhao, Y; Zheng, Y; Wang, J; Ma, S; Yu, Y; White, WL; Yang, S; Yang, F; Lu, J.Fucoidan Extracted from Undaria pinnatifida: Source for Nutraceuticals/FunctionalFoods. Marine Drugs 2018, 16 (9). https://doi.org/10.3390/md16090321.9. Ponce, NMA; Pujol, CA; Damonte, EB; Flores, ML; Stortz, CA. Fucoidans from theBrown Seaweed Adenocystis utricularis: Extraction Methods, Antiviral Activity andStructural Studies. Carbohydr Res 2003, 338 (2), 153–165.https://doi.org/10.1016/S0008-6215(02)00403-2.10. Mian, AJ; Percival, E. Carbohydrates of the Brown Seaweeds Himanthalia lorea,Bifurcaria bifurcata, and Padina pavonia. Carbohydr Res 1973, 26, 133–146.11. Farmacopea Argentina 7° Ed., 2013, on line. ANMAT – FA.