Influencia de nanopartículas de óxido de zinc en la producción de metabolitos secundarios en cultivos in vitro de Brugmansia candida

DI MARTINO, THOMAS; HAMER, MARIANA; RODRIGUEZ TALOU, JULIAN; CARDILLO, ALEJANDRA BEATRIZ

Workshop; Frontiers in Nanobiotechnology IV; 2024

FFyB / UNSAM

Introducción y objetivosUna alternativa atractiva para la producción de metabolitos secundarios con interés farmacológico es el cultivo in vitro de tejidos vegetales, siendo el cultivo de raíces transformadas (hairy roots HR) uno de los más utilizados para la producción de metabolitos a escala industrial [1]. Una posible estrategia para mejorar la producción es la elicitación, que consiste en la exposición del tejido vegetal a agentes estresores bióticos o abióticos. En el presente trabajo se analizó el efecto elicitor de nanopartículas de ZnO en la producción de los alcaloides del tropano (AT) escopolamina, hiosciamina y anisodamina en HR de Brugmansia candida. MetodologíaFueron inoculados 150 mg de peso fresco de HR de B. candida en 20 mL de Gamborg B5/2 y crecidos por 21 días hasta el agregado de 50 o 100 ppm de nanopartículas de ZnO, tamaño promedio 150±20,0nm. Se tomaron muestras por triplicado de raíces y del sobrenadante de cultivo a los 4 y 7 días post-elicitación. Las raíces fueron pulverizadas con N₂ líquido e incubadas en H₂SO₄. La muestra ácida y los sobrenadantes de cultivo alcalinizados se extrajeron con cloroformo y agitación. Los AT se cuantificaron por HPLC según el método diseñado por Cardillo y col. [2]Resultados y conclusiónEl agregado de las nanopartículas de ZnO en una concentración de 50 ppm promovió la producción de alcaloides del tropano en la raíz a los 4 días post elicitación, siendo significativamente distinta (p>0,05) al control. Las cantidades totales obtenidas fueron para escopolamina (36,3±2,9) mg/gPF contra su control (18,7,3±8,4) mg/gPF, para anisodamina (246,4±98,1) mg/gPF contra (496,4±47,4) mg/gPF y para hiosciamina (69,7±33,0) mg/gPF contra (143,6±11,0) mg/gPF. Esto se tradujo en un incremento en la cantidad de AT por mg de peso fresco de 94%, 101% y 111% respectivamente. No se observaron cambios significativos en los otros tratamientos en relación al control. El índice de crecimiento de las raíces tratadas fue similar al de los controles en todas las condiciones ensayadas. Asimismo, en la determinación de AT en el sobrenadante de cultivo no se apreciaron diferencias significativas entre controles y tratados.ConclusionesCon incrementos de cantidad de escopolamina, anisodamina e hiosciamina producida de 94%, 101% y 111%, la elicitación con 50ppm nanopartículas de ZnO de un tamaño promedio de (150±20,0) nm permitió, luego de una exposición de cuatro días, una mejora significativa (p>0,05) en la producción de metabolitos en el sistema de estudio. La elicitación con nanopartículas de metales se presenta como un estrategia interesante para mejorar la producción de metabolitos secundarios con interés comercial en cultivos vegetales.