Cultivo da microalga Spirulina platensis marcada com isótopo estável ¹³C usando ¹³CO2 - Cronemberger, Luiz Constantino Abrantes [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020)
Anormalidades no tempo de esvaziamento gástrico causam complicações que afetam a qualidade de vida em humanos e a cintilografia é o padrão ouro para este diagnóstico. Contudo sua aplicação é restrita devido ao uso do radioisótopo 99mTc. Uma alternativa a este método é o teste respiratório com isótopo estável do carbono. Este teste é um exame que não utiliza radioisótopos, não é invasivo e não possui contraindicação. Sua aplicação varia de acordo com o substrato utilizado, podendo ser empregado a microalga Spirulina platensis marcada com 13C ([13C]-Spirulina platensis). No Brasil, não há a produção desse substrato marcado e o seu alto custo dificulta a aplicabilidade do teste. Assim, neste trabalho foi produzida a [13C]-Spirulina platensis buscando melhor custo-benefício com a utilização do 13CO2 como fonte de 13C. Foram realizados no total quatro cultivos, sendo dois sem marcação, que visavam avaliar a produção sem desperdiçar compostos marcados, e dois com marcação. No processo de produção, a microalga foi cultivada em biorreator com água deionizada, micronutrientes, macronutrientes e NaH13CO3, obtido através do 13CO2. O fotoperíodo, o pH, a temperatura e a agitação foram monitoradas, e após o cultivo, a microalga foi colhida, filtrada, lavada e seca. A produção média da biomassa nos cultivos foi de 2,17 g de S. platensis. A média das produtividades desses cultivos ficou em 0,056 g(L.dia)-1. A [13C]-Spirulina platensis foi analisada por espectrometria de massa de razão isotópica para determinação do enriquecimento isotópico no 13C que foi, em média, de 21,10%. O custo de produção da S. platensis marcada foi 40% menor do valor de compra por importação. Contudo, como o enriquecimento isotópico médio adquirido foi 21,10%, comparado a 97% da importada, o custo de produção da [13C]-S. platensis neste trabalho ficou 84% maior que uma mistura de mesmo enriquecimento isotópico utilizando-se [13C]-S. platensis importada e S. platensis natural.

Abnormalities in the time of gastric emptying cause complications that affect the quality of life in humans and scintigraphy is the gold standard for this diagnosis. However, its application is restricted due to the use of the radioisotope 99mTc. An alternative to this method is the breath test with a stable carbon isotope. This test is an exam that does not use radioisotopes, is not invasive and has no contraindication. Its application varies according to the substrate used, and the microalgae Spirulina platensis labeled with 13C ([13C]-Spirulina platensis) can be used. In Brazil, there is no production of this labeled substrate and its high cost hampers the applicability of the test. Thus, in this work, [13C]-Spirulina platensis was produced, seeking better cost-benefit with the use of 13CO₂ as a source of 13C. A total of four crops were carried out, two without labeling, which aimed to evaluate production without wasting labeled compounds, and two with labeling. In the production process, the microalga was grown in a bioreactor, with deionized water, micronutrients, macronutrients and NaH13CO3, obtained through 13CO2. The photoperiod, pH, temperature and agitation were monitored, and after cultivation, the microalgae were harvested, filtered, washed and dried. The average biomass production in the crops was 2.17 g of S. platensis. The average yield of these crops was 0.056 g(L.day)-1. S. platensis labeled with 13C was analyzed by isotopic ratio mass spectrometry to determine isotopic enrichment in 13C, which was, on average, 21.10% of abuncance. The production cost of the labeled S. platensis was less than 40% of the purchase price per import (97% of abuncance). However, as the average isotopic enrichment acquired was 21.10%, compared to 97% of the imported one, the production cost of [13C]-Spirulina platensis in this work was 84% more expensive than a mixture, with the same isotopic enrichment, using imported [13C]-Spirulina platensis and natural Spirulina platensis.
Cultivation of the microalga Spirulina platensis labeled with stable isotope ¹³C using ¹³CO2
Keywords: Spirulina platensis; Isotopic enrichment; ¹³C; Breath test; Gastric emptying; Enriquecimento isotópico; Teste respiratório; Esvaziamento gástrico; Isótopos estáveis