Abalone-Immagine Credit Public Domain-
In un recente studio pubblicato sulla rivista Scientific Reports, i ricercatori hanno esplorato le proprietà antimicrobiche e antitumorali dei peptidi bioattivi derivati dalle viscere del pesce abalone.
La vita marina potrebbe essere promettente per nuove fonti di molecole bioattive; tuttavia, solo pochi studi fino ad oggi hanno caratterizzato e commercializzato biomolecole marine. Nel 2015, la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti ha approvato la Trabectedina, un peptide bioattivo derivato da un’ascidia, l’Ecteinascidia turbinate, per l’uso contro il sarcoma. Nel 2010, la FDA ha approvato l’uso della Ribulina mesilato derivata dalle spugne marine per il trattamento del cancro al seno.
L’abalone (Haliotis spp.) è un mollusco marino la cui domanda e allevamento sono aumentati a livello globale negli ultimi anni. Durante la lavorazione, le viscere dell’abalone, che rappresentano il 15-25% del loro peso umido, vengono scartate, con la conseguente perdita di diverse tonnellate di viscere ogni anno. Poiché le viscere dell’abalone sono una ricca fonte di proteine, potrebbero fungere da precursore di peptidi bioattivi che presentano proprietà nutraceutiche e farmacologiche.
Precedenti ricerche hanno dimostrato che gli estratti viscerali di mollusco inibiscono efficacemente la crescita di Escherichia coli K1, Pseudomonas aeruginosa e Acinetobacter baumanii. Inoltre, in un modello murino di cancro al seno, la somministrazione di visceri di abalone ha soppresso la progressione del tumore.
A proposito dello studio
Nel presente studio, i ricercatori studiano l’attività antimicrobica degli estratti viscerali di specie di pesci abalone, tra cui Haliotis fulgens e H. corrugata, contro 11 batteri patogeni opportunisti della famiglia Enterobacteriacea e quattro specie fungine comuni. L’attività antitumorale di questi estratti viscerali è stata valutata anche in una linea cellulare di adenocarcinoma prostatico PC-3 di grado IV, uno dei tumori più comuni negli uomini.
I ricercatori hanno utilizzato tre lotti di visceri di abalone, del peso di 150 grammi (g) ciascuno, per estrarre peptidi bioattivi. Il processo di estrazione del peptide prevedeva diverse concentrazioni di enzimi di Wobenzym, centrifugazione e condizioni di incubazione.
Più specificamente, i ricercatori hanno aumentato la quantità di Wobenzym utilizzata per l’idrolisi viscerale da 2 a 15 g per aumentare l’idrolisi delle proteine. È importante sottolineare che questo processo non ha influenzato i modelli di bande del modello proteico sull’analisi dell’elettroforesi su gel di sodio dodecil solfato-poliacrilammide (SDS-PAGE).
Uno spettrofotometro SmartSpec 3000 è stato utilizzato per quantificare le proteine negli estratti idrolizzati derivati dalle viscere e nelle loro frazioni cromatografiche. Inoltre, il frazionamento proteico è stato eseguito su campioni idrolizzati mediante filtrazione su gel. Questo processo ha prodotto proteine ad alto, medio e basso peso molecolare (MW) nell’intervallo di dimensioni di 116,25-200 kilodalton (kDa), 66,25-116,25 kDa e 31-66,25 kDa, rispettivamente.
Successivamente è stata determinata l’attività antimicrobica e citotossica di tutte le proteine isolate.
Il potenziale antimicrobico delle viscere dell’abalone
Le frazioni proteiche a medio peso molecolare di H. corrugata erano attive contro Proteus mirabilis e Pseudomonas aeuroginosa. In confronto, le frazioni proteiche tra 6,5-21,5 kDa e 97,4-116,25 kDa erano attive rispettivamente contro Bacillus subtilis e Aspergillus niger.
Le frazioni peptidiche di H.fulgens di dimensioni comprese tra 31 e 200 kDa erano efficaci contro sei ceppi batterici. Le frazioni peptidiche di H.fulgens di dimensioni comprese tra 21,5 e 116,25 kDa hanno mostrato attività contro funghi, A.niger, Alternaria alternata e Aspergillus flavus.
I peptidi derivati dalle viscere dell’abalone hanno mostrato un basso potenziale inibitorio contro i batteri. Ciò potrebbe essere dovuto alla presenza di grandi proteine nelle frazioni cromatografiche e alla loro limitata interazione con le membrane batteriche. Pertanto, è necessario ulteriore lavoro per identificare i peptidi bioattivi con una maggiore attività antibatterica e comprenderne la modalità d’azione.
I peptidi bioattivi derivati da H. fulgens e H. corrugata, in particolare le frazioni cromatografiche 33-41, hanno mostrato attività citotossica contro le cellule PC-3 utilizzando due diverse concentrazioni.
Proprietà antitumorali
Gli effetti citotossici delle frazioni di abalone 33-41 sono stati valutati nelle cellule di cancro alla prostata PC-3. Quando sono state utilizzate frazioni ad una concentrazione di 200 µg/ml per trattare PC-3, sono stati osservati tassi di sopravvivenza cellulare elevati, ad eccezione del trattamento con la frazione 37. Più specificamente, il trattamento con la frazione 37 ha portato ad una sopravvivenza cellulare dell’80% sia a 200 che a 400 µg/ml. ml.
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Oltre a questa significativa attività citotossica, nelle cellule trattate con PC-3 è stata osservata anche una ridotta espressione della metalloproteinasi di matrice 2 (MMP-2) e di MMP-9. L’espressione delle MMP, che comprendono collagene, enzimi e proteine che degradano la matrice extracellulare (ECM) per inibire le metastasi delle cellule tumorali, è spesso associata a una prognosi sfavorevole tra i pazienti affetti da cancro.
Conclusioni
I peptidi bioattivi ottenuti dall’idrolisi dei visceri dell’abalone hanno mostrato una notevole bioattività contro batteri Gram-positivi e Gram-negativi, nonché diversi ceppi fungini. Molti di questi peptidi regolano anche l’espressione di MMP-2 e MMP-9, il che potrebbe riflettere le potenziali proprietà antitumorali di queste molecole biologiche.
Sono necessari studi futuri per caratterizzare le precise sequenze di aminoacidi all’interno di questi peptidi che potrebbero essere responsabili delle loro attività antitumorali e antimicrobiche.
Fonte:Scientific Reports
