EN BÚSQUEDA DE LOS MECANISMOS POR LOS CUALES EL CADMIO INDUCE MUERTE CELULAR EN PLANTAS DE TABACO

IANNONE M.F.; VÁZQUEZ A.; RECALDE L.; GROPPA M.D.; BENAVIDES M.P.

Simposio; X Simposio Nacional de Biotecnología REDBIO; 2015

El cadmio es un metal fitotóxico que produce estrés oxidativo y muerte celular en diferentes especies vegetales. Sin embargo, aún no son claros los mecanismos por los cuales ejerce su toxicidad. Con el objetivo de profundizar en el estudio de los mismos, se usaron plantas transgénicas de tabaco deficientes en catalasa (CAT1AS) y plantas salvajes (SR1) y se evaluaron parámetros de muerte celular como también variaciones en el contenido de poliaminas, moléculas nitrogenadas alifáticas con función antioxidante y cuyo metabolismo se altera en condiciones de estrés. Para ello se usaron discos de hojas de plantas de 60 d, los cuales se incubaron en agitador rotatorio con una solución de 500 μM de CdCl2 durante 3 y 21 hs en condiciones de luz permanente.Para evaluar el efecto del metal sobre el metabolismo de poliaminas, se midió el contenido de putrescina (Put), espermidina (Spd) y espermina (Spm). El contenido de Put disminuyó un 28 % a las 21 h en los discos de hoja SR1 expuestos al metal, mientras que en las plantas CAT1AS, su contenido descendió un 33 % y un 70 %, a las 3 h y 21 h, respectivamente. El contenido de Spd no fue afectado, mientras que la Spm duplicó su nivel a las 3 h en ambas líneas vegetales, pero a las 21 h no se alteró su contenido en las plantas SR1, y disminuyó un 65 % en la línea transgénica tratada con cadmioLa actividad de esterasas se midió como parámetro de muerte celular, a las 3 h, se observó una disminución de la actividad de la misma alcanzando un 62 % y 73 % de sus controles para SR1 y CAT1AS respectivamente. A las 21 h, los niveles de actividad obtenidos respecto de sus controles fueron 47 % para SR1 y 22 % para CAT1AS.Para evaluar si el H2O2 podría jugar un rol en la muerte celular causada por Cd se midió la actividad de esterasas en los discos de hoja tratados 21 h con 500 µM de Cd, previa infiltración con agentes antioxidantes tales como CAT, SOD y GSH y se observó que en ambas líneas vegetales aumentó significativamente la viabilidad con estos pretratamientos. Asimismo, se evaluó si el NO estaría implicado en dicho proceso, para ello se agregó nitroprusiato de sodio (SNP), que es un donante de NO, o cPTIO, el cual remueve específicamente al NO, y los valores obtenidos fueron similares a los tratamientos con Cd en ambas líneas vegetales, lo que sugeriría que el NO no estaría implicado en la muerte celular mediada por Cd en los discos de hoja de tabaco. A su vez, se evaluó el rol del calcio, para ello se utilizó el bloqueante de los canales de Ca2+, LaCl3, o cafeína, un agente que libera Ca2+ y se confirmó su participación. A su vez, se decidió evaluar si el descenso marcado en el contenido de poliaminas podría estar relacionado con la muerte celular observada, para ello se evaluó si el agregado de Put, Spd o Spm conjuntamente con Cd revertía la muerte celular producida por el metal. Se comprobó una recuperación parcial de la viabilidad tanto en SR1 como en CAT1AS. Por otro lado, se monitorearon los cambios en la expresión génica del gen cp1, que codifica para una cisteína proteasa de tabaco asociado a muerte celular. A las 3 h se observó un aumento del 60% y 156% en los niveles del transcripto de cp1 para SR1 y CAT1AS expuestas al cadmio respecto a su control, respectivamente. A las 21 h se triplicó el nivel del transcripto respecto a su control sólo en las plantas CAT1AS.Estos resultados demuestran que las plantas transgénicas deficientes en catalasa mostraron mayor muerte celular al ser expuestas al Cd, respecto a las plantas SR1. Y esto se correlacionó con un descenso en el contenido de Put y Spm. A su vez, se observó que el H2O2 y el Ca2+ estarían involucrados en la muerte celular inducida por el Cd.