CONTRATADOS
GIULIETTI Ana Maria
congresos y reuniones científicas
Título:
PRODUCCIÓN DE ANTRAQUINONAS POR SUSPENSIONES CELULARES DE RUBIA TINCTORUM EN BIORREACTORES CON AGITACIÓN MECÁNICA
Autor/es:
BUSTO, V.; GIULIETTI, A. M.; RODRIGUEZ TALOU, J.
Lugar:
Bs As
Reunión:
Congreso; 11 CongresoArgentino de Farmacia y Bioquímica Industrial...; 2007
Resumen:
PRODUCCIÓN DE ANTRAQUINONAS POR SUSPENSIONES CELULARES DE RUBIA TINCTORUM EN BIORREACTORES CON AGITACIÓN MECÁNICA Víctor D. Busto, Ana M. Giulietti y Julián Rodríguez Talou Cátedra de Microbiología Industrial y Biotecnología – Facultad de Farmacia y Bioquímica Universidad de Buenos Aires – e-mail: vbusto@ffyb.uba.ar INTRODUCCIÓN: La complejidad de la síntesis química de metabolitos secundarios de origen vegetal hace que los cultivos in vitro constituyan una valiosa alternativa para diseñar procesos industriales. Una de las principales limitaciones para la producción de estos compuestos a escala industrial es el estrés hidrodinámico producido por la agitación mecánica en los biorreactores. Las antraquinonas (AQs) son metabolitos secundarios ampliamente usados en medicina, y también en la industria textil y alimentaria como colorantes. Tradicionalmente se las obtiene de las partes aéreas y de las raíces de especies de la familia Rubiaceae. El objetivo de este trabajo es estudiar la producción de AQs por cultivos in vitro de Rubia tinctorum en un biorreactor con agitación mecánica, y compararla con procesos llevados a cabo en erlenmeyers. MATERIALES Y MÉTODOS: Se utilizó un biorreactor de tanque agitado (BIOFLO III - New Brunswick Scientific, U.S.A.) de 1,5 L de capacidad, equipado con dos turbinas Rushton las cuales fueron agitadas a 450 rpm. El biorreactor operó a un volumen de trabajo de 1 L. Se realizaron cultivos en erlenmeyers de 125 mL conteniendo 25 mL de cultivo, los cuales fueron agitados a 100 rpm en agitador orbital. En ambos casos su utilizaron suspensiones celulares de R. tinctorum cultivadas en medio B5 modificado. Los cultivos se realizaron a 25ºC y un fotoperíodo de 16 hs. Se determinó diariamente la biomasa celular, la concentración de H2O2, la producción de AQs y la muerte celular durante 13 días. La muerte celular se determinó mediante la tinción diferencial con Evans Blue, el contenido de AQs se analizó según Zenk et al. (1975) y la concentración de H2O2 se evaluó según Chong et al. (2005). Se realizaron ensayos de recrecimiento tomando muestras del biorreactor hasta las 24 hs de cultivo y transfiriéndolas posteriormente a erlenmeyers durante 7 días. Posteriormente se evaluó la biomasa celular, la producción de AQs y la muerte celular. RESULTADOS: Los cultivos en el biorreactor presentaron a los 10 días de cultivo una concentración de biomasa 28% inferior a la obtenida en los cultivos en erlenmeyers. La producción de AQs en el biorreactor fue de hasta un 230% superior comparada con los cultivos en erlenmeyers. Este incremento puede atribuirse al estrés oxidativo originado por la agitación que condujo a la producción de H2O2 cuya concentración intracelular máxima fue de 2,2 μmoles/g peso fresco a los 10 días de cultivo. La muerte celular fue más notoria en el biorreactor a partir de las 24 hs la cual fue disminuyendo gradualmente durante los 10 días de cultivo. Esto estaría reflejando una adaptación del cultivo al ambiente hidrodinámico generado por la agitación. Los ensayos de recrecimiento realizados con cultivos extraídos del biorreactor mostraron que estas células tienen la capacidad de recuperarse luego de 7 días de cultivo en erlenmeyers. Si bien la producción de AQs se incrementó un 48% luego de 24 hs en el biorreactor, este valor se elevó hasta un 116% en los erlenmeyers durante los ensayos de recrecimiento. CONCLUSIONES: ·           Las suspensiones celulares de R. tinctorum cultivadas en un biorreactor de tanque agitado a 450 rpm permitirían conducir procesos capaces de incrementar la producción de AQs hasta un 230% en comparación con aquellas suspensiones celulares cultivadas en erlenmeyers. ·           Este incremento podría atribuirse a una elicitación inducida por el estrés hidrodinámico, la cual estaría mediada por la generación de H2O2. ·           Las células sometidas a agitación mecánica poseen el potencial para recuperar su viabilidad e incrementar su capacidad productora de AQs y de biomasa celular. ·           La producción de AQs por suspensiones celulares de R. tinctorum en biorreactores con agitación mecánica constituiría una estrategia alternativa para la obtención en gran escala de este metabolito, extrapolable a la producción de otros compuestos de origen vegetal.