Desenvolvimento de processo para produção de polissacarídeo capsular de Streptococcus pneumoniae sorotipo 14

Abstract

Streptococcus pneumoniae (pneumococos) é um patógeno humano que apresenta uma diversidade de manifestações clínicas. Apesar de os antibióticos disponíveis, a doença pneumocócica ainda é um problema de saúde pública, devido à disseminação global de cepas multiresistentes. A cápsula polissacarídica é o principal fator de virulência de pneumococo, sendo um polímero de grande variabilidade química e estrutural, responsável pela classificação deste microrganismo em mais de 90 sorotipos. No Brasil, o sorotipo 14 é o mais prevalente em crianças abaixo de 5 anos. Estudos relativos à cinética e modo operacional de reatores para o cultivo bacteriano para a obtenção da cápsula polissacarídica ainda são escassos. O objetivo deste trabalho foi estudar o desenvolvimento de um processo de produção de polissacarídeo capsular de S. pneumoniae sorotipo 14. Experimentos preliminares em frascos agitados, visando à seleção do meio e da linhagem, indicaram que o meio Catlin modificado e a linhagem 113/95 levaram aos melhores resultados. Nos cultivos em batelada conduzidos em biorreator de bancada, de 2,5 L, contendo 1,5 L de meio Catlin modificado, com concentração inicial de glicose igual a 10 g/L, agitado a 100 rpm, foi possível verificar a imprescindibilidade do controle do pH e que a condição de anaerobiose não aumentou a produção de polissacarídeo. Não houve influência significativa do binômio glicose x nitrogênio na produtividade volumétrica para o intervalo de concentrações de nitrogênio de 0,11 a 1,09 g/L e de glicose entre 6,0 e 34 g/L. Verificou-se que a inibição por lactato ocorreu principalmente pelo lactato produzido pelas células e não pelo lactato externo. A adição de colina ao meio (20 g /L) levou ao aumento do crescimento e à diminuição da lise celular, com menor liberação do polissacarídeo. No processo conduzido em batelada, a maior concentração de polissacarídeo foi 134 mg/L. Nas bateladas alimentadas, conduzidas em biorreator de bancada, com pulso de glicose e glicose-acetato foram obtidos os melhores resultados, com destaque para a alimentação de glicose-acetato, na qual a concentração de polissacarídeo atingiu 300 mg/L, com produtividade volumétrica de 18 mg/L.h. No processo com alimentação contínua com vazão constante de meio contendo colina ocorreu uma redução na concentração de polissacarídeo livre (93 mg/L). As estratégias estudadas e adotadas para o desenvolvimento deste estudo levaram a um aumento da concentração de polissacarídeo de 42 mg/L (batelada sem controle de pH) para 300 mg/L, na batelada alimentada com pulso de glicoseacetato, indicando que, este foi o melhor modo operacional do biorreator, nas condições de cultivo utilizadas para a linhagem 113/95 utilizando o meio de Catlin modificado.