Extraction and Characterization of Collagen from Elasmobranches’ Byproducts envisaging Cartilage Tissue Engineering - Seixas, Manuel José Ribeiro da Costa (2020)
Os tecidos cartilaginosos podem adquirir lesões por uma panóplia de razões. Atualmente, a esperança media de vida tem sofrido um aumento parcialmente devido aos avanços que tem ocorrido na área medica, o que consequentemente, leva a um aumento de indivíduos com osteoartrite devido ao desgaste que ocorre na cartilagem. Adicionalmente, as crianças tendem a ter uma atividade física mais reduzida que pode resultar numa redução de espessura da cartilagem. Dada a carência de mecanismos de regeneração pela própria cartilagem devido à ausência de vascularização, existe uma necessidade em desenvolver técnicas capazes de regenerar os tecidos cartilagíneos. Isto motiva a síntese de biomateriais como hidrogéis e outros biomateriais como aerogéis ou fibras obtidas por electrospinning capazes de imitar a matriz extracelular para engenharia de tecidos, o que aumenta a necessidade de extração de bio polímeros para a síntese de biomateriais. Neste trabalho, colagénio tipo II foi extraído de elasmobrânquios, ou seja, tubarões e raias, cujo esqueleto é composto por cartilagem. Atualmente são explorados para a extração de sulfato de condroítina. Os lotes de cartilagem bruta de elasmobrânquios foram oferecidos por uma empresa de processamento de peixe contendo, como tubarão: tintureira (Prionace glauca) e como raias contendo uma mistura de Bathyraja brachyurops e Zearaja chilensis, de acordo com a análise de DNA Barcoding. Estes lotes foram sujeitos a uma extração de colagénio com tratamento acido e enzimático, onde a última mostrou maior rendimento no tubarão. Com o objetivo de utilizar os colagénios extraídos em tecidos cartilagíneos, estes foram caracterizados usando diferentes técnicas como SDS-PAGE para determinar o peso molecular das proteínas, a pureza (confirmada pela análise UV-VIS) e avaliar o tipo de colagénio, assim como analisar as concentrações de aminoácidos, que demonstraram a composição regular dos colagénios. Os resultados são compatíveis com colagénio tipo I e tipo II, conhecidos por ser dos componentes mais presentes na cartilagem. Estes resultados foram suportados pela análise FTIR. Enquanto que a avaliação da conformação das amostras de colagénio foi feita por Circular Dichroism e a analise térmica por DSC revelaram a preservação de Tripla Hélice. Com a extração enzimática de tubarão (PG PSC) que mostrou o maior rendimento foram produzidos hidrogéis, combinados com sulfato de condroítina, para aumentar estabilidade dos hidrogéis e com o objetivo de melhor reproduzir a cartilagem. Os hidrogéis são elásticos sólidos que demonstraram estabilidade a 37 oC. A indústria de processamento de peixe gera enormes quantidades de esqueletos cartilagíneos como subprodutos. A metodologia proposta neste trabalho representa uma estratégia de valorização transformando um resíduo, normalmente usado para farinhas de peixe, numa fonte de colagénio. Assim como a produção sustentável de um bio polímero com propriedades mecânicas parecidas com a cartilagem humana, que pode ser altamente relevante para biomedicina e outras áreas com o intuito de aumentar o bem-estar humano.