Антикоагулянтная и антитромботическая активность сульфатированных полисахаридов морских водорослей

УДК 615.32:616.151:616-005

  • Татьяна Алексеевна Кузнецова ФГБУН «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова»; Россия, 690087 Владивосток, Сельская ул., 1
Ключевые слова: антикоагулянты, ингибиторы тромбина, фибринолитики, факторы свертывания, сульфатированные полисахариды морских водорослей

Аннотация

Представлены современные литературные данные по антикоагулянтной, антитромботической и фибринолитической ак- тивности сульфатированных полисахаридов (ПС) морских водорослей в зависимости от их структурных особенностей (со- держания и положения сульфатных групп на главной цепи ПС, молекулярной массы, моносахаридного состава и типа гли- козидных связей, характера разветвления и др.). Обсуждаются механизмы действия ПС на систему гемостаза в сравни- тельном аспекте по отношению к гепарину. Рассматриваются вопросы пероральной биодоступности ПС, важные для их клинического использования в качестве пероральных антикоагулянтов и антитромботических средств. Сочетание свой- ств антикоагулянтов, ингибиторов тромбина, фибринолитиков наряду с низкой токсичностью и относительной дешевиз- ной производства открывают перспективы для клинического использования ПС в качестве альтернативных источников новых антикоагулянтных и антитромботических соединений.

ЛИТЕРАТУРА

  1. WellsM.L.,PotinP.,CraigieJ.S.etal.Algaeasnutritionalandfunc- tional food sources: Revisiting our understanding. J Appl Phycol. 2017;29(2):949–82. DOI: 10.1007/s10811–016–0974–5.

  2. Springer G.F., Wurzel H.A., McNeal G.M.J. Isolation of antico- agulant fractions from crude fucoidan. Proc Soc Exp Biol Med. 1957;94(2):404–9. DOI: 10.3181/00379727–94–22960.

  3. Silva T.M., Alves L.G., de Queiroz K.C. et al. Partial characteriza- tion and anticoagulant activity of a heterofucan from the brown seaweed Padina gymnospora. Braz J Med Biol Res. 2005;38(4):523– 33. DOI: 10.1590/s0100–879x2005000400005.

  4. AthukoralaY.,JungW.K.,VasanthanT.,JeonY.J.Ananticoagulative polysaccharide from an enzymatic hydrolysate of Ecklonia cava. Car- bohydr Polym. 2006;66:184–91. DOI: 10.1016/j.carbpol.2006.03.002.

  5. Местечкина Н.М., Щербухин В.Д. Сульфаты полисахари- дов и их антикоагулянтная активность (обзор). Приклад- ная биохимия и микробиология. 2010;46(3):291–8. DOI: 10.1134/ S000368381003004X.

  6. Wang J., Zhang Q.B., Zhang Z.S. et al. Potential antioxidant and anticoagulant capacity of low molecular weight fucoidan frac- tions extracted from Laminaria japonica. Int J Biol Macromol. 2010;46(1):6–12. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2009.10.015.

  7. Minh Thu Q.T., Vu Luong D., Nguyen Thi Nu N. et al. Effect of sul- fation on the structure and anticoagulant activity of ulvan ex- tracted from green seaweed Ulva reticulata. Vietnam J Sci Tech- nol. 2018;54(2C):373–9.

  8. Liu X., Du P., Liu X. et al. Anticoagulant properties of a green al- gal rhamnan-type sulfated polysaccharide and its low-molecular- weight fragments prepared by mild acid degradation. Mar Drugs. 2018;16(11):445. DOI: 10.3390/md16110445.

  9. Adrien A., Bonnet A., Dufour D. et al. Anticoagulant activity of sulfated ulvan isolated from the Green Macroalga Ulva rigida. Mar Drugs. 2019;17(5):291. DOI: 10.3390/md17050291.

  10. Li H., Mao W., Zhang X. et al. Structural characterization of an anticoagulant-active sulfated polysaccharide isolated from green alga Monostroma latissimum. Carbohydr Polym. 2011;85(2):394– 400. DOI: 10.1016/j.carbpol.2011.02.042.

  11. Synytsya A., Choi D.J., Pohl R. et al. Structural features and anti-coagulant activity of the sulphated polysaccharide SPS-CF from a green alga Capsosiphon fulvescens. Mar Biotechnol. 2015;17(6):718–35. DOI: 10.1007/s10126–015–9643-y.

12. Yoon S.J., Pyun Y.R., Hwang J.K., Mourão P.A.S. A sulfated fucan from the brown alga Laminaria cichorioides has mainly hepa- rin cofactor II-dependent anticoagulant activity. Carbohydr Res.

2007;342(15):2326–30. DOI: 10.1016/j.carres.2007.06.019.
13. Yang C., Chung D., Shina I.S. et al. Effects of molecular weight and hydrolysis conditions on anticancer activity of fucoidans from spo- rophyll of Undaria pinnatifida. Int J Biol Macromol. 2008;43(5):433–

7. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2008.08.006.
14. Pomin V.H., Pereira M.S., Valente A.P. et al. Selective cleavage and

anticoagulant activity of a sulfated fucan: stereospecific removal of a 2-sulfate ester from the polysaccharide by mild acid hydroly- sis, preparation of oligosaccharides, and heparin cofactor II-de- pendent anticoagulant activity. Glycobiology. 2005;15(4):369–81. DOI: 10.1093/glycob/cwi021.

15. Boisson-Vidal C., Chaubet F., Chevolot L. et al. Relationship be- tween antithrombotic activities of fucans and their structure. Drug Devel Res. 2000;51(4):216–24. DOI: 10.1002/ddr.2.

16. Lahrsen E., Schoenfeld A.K., Alban S. Size-dependent pharmaco- logical activities of differently degraded fucoidan fractions from Fucus vesiculosus. Carbohydr Polym. 2018;189:162–8. DOI:10.1016/j. carbpol.2018.02.035.

17. Choi Y., Min S.K., Usoltseva R. et al. Thrombolytic fucoidans in- hibit the tPA-PAI1 complex, indicating activation of plasma tis- sue-type plasminogen activator is a mechanism of fucoidan-me- diated thrombolysis in a mouse thrombosis model. Thromb Res. 2018;161:22–5. DOI: 10.1016/j.thromres.2017.11.015.

18. Min S.K., Han S.M., Jang J.S., Kim J.K. Stimulatory effect of an algal fucoidan on the release of vascular endothelial tissue-type plas- minogen activator as a mechanism of fucoidan-mediated throm- bolysis. Blood Coagul Fibrinolysis. 2016;27(5):594–6. DOI: 10.1097/ MBC.0000000000000522.

19. Cao S., He X., Qin L. et al. Anticoagulant and antithrombotic prop- erties in vitro and in vivo of a novel sulfated polysaccharide from marine green alga Monostroma nitidum. Mar Drugs. 2019;17(4). pii: E247. DOI: 10.3390/md17040247.

20. Juenet M., Aid-Launais R., Li B. et al. Thrombolytic therapy based on fucoidan-functionalized polymer nanoparticles targeting P-selectin. Biomaterials. 2018;156:204–16. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.11.047.

  1. Qiu X., Amarasekara A.S., Doctor V.M. Effect of oversulfation on the chemical and biological properties of fucoidan. Carbohydr Polym. 2006;63(2):224–8. DOI: 10.1016/j.carbpol.2005.08.064.

  2. Hall G., Lang D., Qiu X., Doctor V. Effect of native fucoidan, sul- fated fucoidan, heparin and 6-aminohexanoic acid on the ac- tivation of glutamic-plasminogen by urokinase: role of NaCl. Blood Coagul Fibrinolysis. 2006;17(4):277–81. DOI: 10.1097/01. mbc.0000224847.12131.89.

  3. Hirsh J., Warkentin T.E., Shaughnessy S.G. et al. Heparin and low- molecular-weight heparin: mechanisms of action, pharmacoki- netics, dosing, monitoring, efficacy and safety. Chest. 2001;119(1 Suppl):64S-94S. DOI: 10.1378/chest.119.1_suppl.64s.

  4. Hoppensteadt D., Walenga J.M., Fareed J., Bick R.L. Heparin, low- molecular-weight heparins, and heparin pentasaccharide: ba- sic and clinical differentiation. Hematol Oncol Clin North Am. 2003;17(1):313–41. DOI: 10.1016/s0889–8588(02)00091–6.

  5. Кузнецова Т.А., Беседнова Н.Н., Баркаган З.С. и др. Антикоа- гулянтная активность фукоидана из бурой водоросли Охот- ского моря Fucus evanescens. Тромбоз, гемостаз и реология. 2003;(4):36–9.

  6. Melo F.R., Pereira M.S., Foguel D., Mourão P.A.S. Antithrombin- mediated anticoagulant activity of sulfated polysaccharides: dif- ferent mechanisms for heparin and sulfated galactans. J Biol Chem. 2004;279(20):20824–35. DOI: 10.1074/jbc.M308688200.

  7. Lapikova E.S., Drozd N.N., Tolstenkov A.S. et al. Inhibition of thrombin and factor Xa by Fucus evanescens fucoidan and its modified analogs. Bull Exp Biol Med. 2008;146(3):328–33. DOI: 10.1007/s10517–008–0267–3

  8. JungW.K., Athukorala Y., LeeY.J. et al. Sulfated polysaccharide purified from Ecklonia cava accelerates antithrombin III-medi- ated plasma proteinase inhibition. J Appl Phycol. 2007;19(5):425– 30. DOI: 10.1007/s10811–006–9149–0.

  9. BeckerC.F.,GuimarãesJ.A.,MourãoP.A.S.,VerliH.Conformation of sulfated galactan and sulfated fucan in aqueous solutions: Im- plications to their anticoagulant activities. J Mol Graph Model. 2007;26(1):391–9. DOI: DOI: 10.1016/j.jmgm.2007.01.008.

  10. Wang Y., Xing M., Cao Q. et al. Biological activities of fucoidan and the factors mediating its therapeutic effects: a review of recent studies. Mar Drugs. 2019;17(3). pii: E183. DOI: 10.3390/md17030183.

  11. Li N., Zhang Q., Song J. Toxicological evaluation of fucoidan ex- tracted from Laminaria japonica in Wistar rats. Food Chem Toxi- col. 2005;43(3):421–6. DOI: 10.1016/j.fct.2004.12.001.

  12. Prasad S., Lillicrap D., Labelle A. et al. Efficacy and safety of a new- class hemostatic drug candidate, AV513, in dogs with hemophilia A. Blood. 2008;111(2):672–9. DOI: 10.1182/blood-2007–07–098913.

  13. Gideon T.P., Rengasamy R. Toxicological evaluation of fucoidan from Cladosiphon 33. okamuranus. J Med Food. 2008;11(4):638– 42. DOI: 10.1089/jmf.2007.0127.

  14. Zhao X., Guo F., Hu J. et al. Antithrombotic activity of oral admin- istered low molecular weight fucoidan from Laminaria japonica. Thromb Res. 2016;144:46–52. DOI: 10.1016/j.thromres.2016.03.008.

  15. Облучинская Е.Д., Карлина М.В., Пожарицкая О.Н. и др. Фар- мацевтическая композиция на основе фукоидана для перо- рального применения и способ её получения. Патент РФ No 2657615 от 14.06.2018. Бюл. No 17. 13 с. Режим доступа: https:// rusneb.ru/catalog/000224_000128_0002657615_20180614_C1_ RU. [Дата доступа: 20.11.2019].

  16. КрыжановскийС.П.,КузнецоваТ.А.,БогдановичЛ.Н.,Головачева В.Д. Влияние полисахаридов из бурых водорослей на по- казатели системы гемостаза в экспериментальных и клини- ческих условиях. Тромбоз, гемостаз и реология. 2014;(3):25–30.

Биография автора

Татьяна Алексеевна Кузнецова , ФГБУН «Научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени Г.П. Сомова»; Россия, 690087 Владивосток, Сельская ул., 1

Кузнецова Татьяна Алексеевна — д. м. н., главный научный сотрудник лаборатории иммунологии ФГБУН «НИИЭМ им. Г.П. Сомова». Е-mail: takuznets@mail.ru.

Ключевые слова

антикоагулянты, ингибиторы тромбина, фибринолитики, факторы свертывания, сульфатированные полисахариды морских водорослей

Опубликован
2020-06-23