Desenvolvimento de uma formulação hipocolesterolémica eficiente a partir de bioresíduos de cogumelos, através de uma estratégia integrada sustentável.
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According to the World Health Organization, coronary cardiovascular diseases CHD are the leading cause of death worldwide. Epidemiological data clearly show the relationship between cholesterol and the development of CHD. The scientific community has established that high levels of total cholesterol and low-density lipoprotein LDL are risk factors for coronary heart disease, with a high mortality rate. In the last two decades, there has been an increase in the use of antidislipidemic drugs in the population, in particular statins, which corresponded to 90% of consumption, as a strategy for the prevention of cardiovascular diseases and atherosclerosis.
Statins are molecules that, since the second half of the 70s of the last century, have imposed themselves globally in the treatment of these diseases. The pleiotropic effect, the metabolic pathways involved in the action of statins are multiple and represent possible fields of study for the treatment of a wide range of pathologies. However, statins have side effects, namely the drastic reduction in the availability of mevalonate, which is the essential substrate not only for cholesterol biosynthesis, but also for the synthesis of non-steroidal isoprenoids, including FPP, GGPP, coenzyme Q, dolichol, isopentenladosine, among others. The lack of production of these intermediates is the cause of numerous pleiotropic effects, independent of cholesterol reduction.
Mushrooms can be an excellent alternative, since they have mycosterols molecules similar to phytosterols, such as ergosterol, fungisterol and other derivatives. These molecules are present in large quantities in mushrooms because they are an integral part of their membranes. In addition, mushrooms contain polysaccharides and, depending on the species, may have high levels of ß-glucans, agents with strong hypocholesterolemic activity. In addition to all these compounds, some species of mushrooms also have molecules similar to lovastatin, capable of decreasing the synthesis of endogenous cholesterol, inhibiting HMGCoA reductase 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl CoA reductase, a key enzyme in cholesterol metabolism. Besides this highly promising added value molecules, probiotic bacteria have also demonstrated potential to lower cholesterol levels through different mechanisms bile salt hydrolase activity, inhibition of 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A, and cholesterol assimilation. Thus, the consumption of edible mushrooms or functional foods that contain specific mushroom extracts should be encouraged among people with low to moderate hypercholesterolemia before using medications to decrease plasma cholesterol levels. Since the results obtained so far are promising, suggesting that the use of mushroom extracts as hypocholesterolemic agents may be more effective than the products offered on the market, further studies are needed to expand knowledge about the molecular effect of the mushrooms ´compounds in human health.
In this sense, Mush4Chol presents an innovative and promising solution that consists of the exhaustive exploitation of mushroom bioresidues provided by partner enterprises of the consortium Mogaricus Lda. and Real Cooperativa Agrícola to obtain extracts rich in mycosterols, ß-glucans and statins, fractions or even isolated compounds. This project encompasses a range of conventional and emerging techniques of extraction, refinement, stabilization/encapsulation, as also a wide range of in vitro and in vivo hypocholesterolemic methodologies, addressing an integrated strategy of possible mechanisms of action. Also, the probiotic Lactobacillus reuteri will be evaluated for its ability to assimilate cholesterol, isolated or in synergism with the obtained extracts, guaranteeing its normal proliferation in the presence of the extract. The final goal is to obtain a final stabilized powder composed of natural hypocholesterolemic agents, allowing the inhibition of both cholesterol synthesis and absorption. This formulation will have versatile economic uses: i a gelatin capsule with the powdered active dose, ii industrial use, as an ingredient to develop functional foods. To achieve a zero-waste strategy, all the extraction residues will be re-integrated in the beginning of the value chain through reuse as mushroom substrate, boosting circular economy.
Mush4Chol involves a set of subsequent multidisciplinary activities, addressing different methodologies from different research domains, counting with a multidisciplinary team, motivated and with high experience and knowledge, highlighting a patent related to hypocholesterolemic agents. Additionally, this project will be conducted in straight collaboration with mushroom enterprises that will fully support it. Mush4Chol project will have a high impact in society, especially in human health, representing a significant advance in the treatment of cholesterol related issues.
Segundo a Organização Mundial da Saúde, as doenças cardiovasculares coronarianas DCC são a principal causa de morte no mundo. Os dados epidemiológicos mostram claramente a relação entre o colesterol e o desenvolvimento de DCC. A comunidade científica estabeleceu que níveis elevados de colesterol total e lipoproteína de baixa densidade LDL são fatores de risco para o desenvolvimento da doença, com elevada taxa de mortalidade. Nas últimas duas décadas, registou-se um aumento no uso de antidislipidêmicos na população, em especial de estatinas, que corresponderam a 90% do consumo, como estratégia de prevenção de doenças cardiovasculares e aterosclerose.
As estatinas são moléculas que, desde a segunda metade da década de 70, se impuseram globalmente no tratamento dessas doenças. Do efeito pleiotrópico, as vias metabólicas envolvidas na ação das estatinas são múltiplas e representam possíveis campos de estudo para o tratamento de uma ampla gama de patologias. No entanto, as estatinas têm efeitos secundários, nomeadamente a redução drástica da disponibilidade de mevalonato, que é o substrato essencial não só para a biossíntese do colesterol, mas também para a síntese de isoprenóides não esteróides, incluindo FPP, GGPP, coenzima Q, dolicol, isopentenladosina, entre outros. A falta de produção desses intermediários é a causa de inúmeros efeitos pleiotrópicos, independentes da redução do colesterol.
Os cogumelos podem ser uma excelente alternativa, pois possuem micoesteróis moléculas semelhantes aos fitoesteróis, como ergosterol, fungisterol e outros derivados. Essas moléculas estão presentes em grandes quantidades nos cogumelos porque são parte integrante das membranas. Adicionalmente, os cogumelos contêm polissacarídeos e, dependendo da espécie, podem apresentar elevados níveis de ß-glucanos, agentes com forte atividade hipocolesterolémicas. Algumas espécies de cogumelos também possuem moléculas semelhantes à lovastatina, capazes de diminuir a síntese de colesterol endógeno, inibindo a HMGCoA redutase 3-hidroxi-3-metil-glutaril CoA redutase, enzima chave no metabolismo do colesterol. Além dessas moléculas de valor agregado altamente promissoras, as bactérias probióticas demonstraram também potencial para reduzir os níveis de colesterol através de diferentes mecanismos atividade da hidrolase de sais biliares, inibição da produção de hidroxi-3-metilglutaril coenzima A e assimilação do colesterol. As pessoas com hipercolesterolemia baixa a moderada antes de recorrer a medicação devem ser incentivadas a consumir alimentos funcionais que contenham extratos específicos de cogumelos para diminuir os níveis plasmáticos de colesterol. Os resultados promissores obtidos até o momento apontam que o uso de extratos de cogumelos como agentes hipocolesterolémicos pode ser mais eficaz do que os produtos utilizados na terapêutica, sendo necessários mais estudos para ampliar o conhecimento sobre o efeito molecular dos compostos na saúde humana.
Neste sentido, o projeto Mush4Chol apresenta uma solução inovadora e promissora que consiste na exploração exaustiva de bio-resíduos de cogumelos fornecidos por empresas parceiras do consórcio Mogaricus Lda. e Real Cooperativa Agrícola para obter extratos ricos em micoesteróis, ß-glucanos e estatinas, frações purificadas ou mesmo compostos isolados. Este projeto engloba um leque de técnicas convencionais e emergentes de extração, refinamento, estabilização/encapsulação, bem como um vasto leque de metodologias hipocolesterolémicas in vitro e in vivo , abordando uma estratégia integrada de possíveis mecanismos de ação. Além disso, o probiotico Lactobacillus reuteri será avaliado quanto à sua capacidade de assimilar colesterol isolado ou em sinergismo com os extratos obtidos, garantindo a sua proliferação normal na presença do extrato. O objetivo final é obter uma formulação em pó, estabilizada, composta por agentes naturais, permitindo a inibição tanto da síntese quanto da absorção do colesterol. Esta formulação terá usos económicos versáteis: i uma cápsula de gelatina com a dose ativa em pó, ii uso industrial, como ingrediente para desenvolver alimentos funcionais. Para alcançar uma estratégia de desperdício zero, todos os resíduos da extração serão reintegrados no início da cadeia de valor através da reutilização como substrato de cogumelos, impulsionando a economia circular.
O Mush4Chol envolve um conjunto de atividades multidisciplinares subsequentes, abordando diferentes metodologias de diferentes domínios de investigação, contando com uma equipa multidisciplinar, motivada e com elevada experiência e conhecimento, destacando-se uma patente relacionada com agentes hipocolesterolémicos. Além disso, este projeto será realizado em colaboração direta com empresas de cogumelos que o apoiarão totalmente. O Mush4Chol terá um alto impacto na sociedade, principalmente na saúde humana, representando um avanço significativo no tratamento de problemas relacionados ao colesterol.
