O câncer colorretal foi o terceiro mais prevalente no mundo em 2020, além de ser o segundo tipo de câncer mais mortal. Um dos principais fatores de risco para o desenvolvimento de câncer de cólon está fortemente associado ao consumo de dieta rica em alimentos processados e baixa ingestão de fibra alimentar. Os polissacarídeos apresentam papel como fibra alimentar, além de diversas atividades biológicas. As carragenas, polissacarídeos sulfatados extraídos de algas usados pela indústria alimentícia e farmacêutica, possuem estrutura molecular complexa e diversa, que está intimamente relacionada aos seus efeitos biológicos. Assim, esse trabalho teve como objetivo principal modificar polissacarídeos sulfatados usados comumente para fins alimentares e investigar os seus efeitos biológicos em cultura de células de câncer de cólon. Para isso, realizamos modificação ácida em amostras de carragenas kappa, iota e lambda, e de fucoidanos, e avaliamos os seus efeitos na viabilidade, proliferação e ciclo celular, apoptose, e síntese de proteínas relacionadas aos mecanismos investigados, além de analisar a estrutura química dessas amostras por espectroscopia no infravermelho por transformada de fourier e ressonância magnética nuclear do tipo HSQC. Constatamos que o tratamento com as carragenas modificadas kappa (KM) e lambda (LM) resultou em diminuição da viabilidade celular de HCT-116 de forma distinta das amostras não modificadas. Além disso, a diminuição observada na proliferação celular foi associada ao aumento de p21 de uma maneira independente de p53 no tratamento com KM e LM, e aumento da população de células em sub-G1 apenas com LM. Foram identificadas as unidades de D-galactose-4-sulfato (G4S) e 3,6-anidrogalactose (DA) em KM, confirmando a sua identidade como carragena kappa; e estrutura híbrida composta por D-galactose-2-sulfato, 3,6-anidrogalactose-2-sulfato, G4S e DA em LM, indicando a sua identidade como uma mistura de carragenas theta e kappa, além da confirmação da presença de grupos sulfato em ambas as amostras. Os resultados sugerem que a diminuição do peso molecular e um provável aumento da exposição dos grupos sulfato em KM após a modificação ácida aumentaram a ação anticâncer das carragenas em cultura de células de câncer de cólon HCT-116, ficando claro o efeito estrutura-dependente. Demonstramos aqui o potencial de polissacarídeos sulfatados, que são comumente usados como suplementos ou aditivos alimentares, contra o câncer de cólon em ensaio in vitro. Além disso, esses achados encorajam continuação da investigação da ação desses polissacarídeos em outros modelos de câncer de cólon, pensando na possibilidade futura de seu uso em conjunto com outras alternativas terapêuticas contra o câncer.

Colorectal cancer was the third most prevalent in the world in 2020, in addition to being the second most deadly type of cancer. One of the main risk factors for the development of colon cancer is strongly associated with consumption of foods rich in processed foods and low intake of dietary fiber. Polysaccharides play a role as dietary fiber, in addition to several biological activities. Carrageenans, sulfated polysaccharides extracted from algae used by the food and pharmaceutical industries, have a complex and diverse molecular structure, which is closely related to their biological effects. In this regard, the present work had the main objective of modifying those that are conventionally food-related, and investigating their biological effects in colon cancer cell culture. For this, we used acid modification in different carrageenans (kappa, iota, and lambda) and fucoidans. We then assessed their effects on cell viability, proliferation, cell cycle, apoptosis, and protein expressions. The chemical structure was studied through Fourier-transform infrared spectroscopy and HSQC nuclear magnetic resonance. The kappa (KM) and lambda (LM) modified carrageenan treatment resulted in a cell viability decrease in HCT-116, distinctively of the same non-modified samples. Furthermore, the lower HCT-116 cell proliferation was associated with p53-independent p21 upregulation with KM and LM treatment, and an increase in the sub-G1 phase, only with LM treatment. Sulfate groups were identified in both samples, while KM had the presence of Dgalactose-4-sulfate (G4S) and 3,6-Anhidro-D-Galactose (DA). LM was composed of a hybrid structure between D-galactose-2-sulfate, 3,6-anhidro-D-galactose-2-sulfate, G4S, and DA, identifying it as a mixture between theta and kappa carrageenans. The results suggest that the molecular size reduction, and a higher sulfate group exposure derived from KM acid modification, enhanced the carrageenans anticancer effects in HCT-116 cell culture, in a clear structure-dependent way. Therefore, here we demonstrated the sulfated polysaccharide potential, commonly used as food additives or suplements, against colorectal cancer cells in vitro. Furthermore, these findings encourage further investigation of the action of these polysaccharides in other models of colon cancer, considering the future possibility of their use together with other therapeutic alternatives against cancer.