Askidia, el cultivo de esponjas suministra metabolitos bioactivos

Regímenes de alimentación probados en el Harbour Branch Institute of Oceanography

La malla de nailon proporciona un buen sustrato y permite el crecimiento en ambos lados, lo que promueve la producción de biomasa en esta colonia de Ecteinascidia turbinata.

En ensayos australianos, se lograron buenas tasas de crecimiento y una mayor biosíntesis de compuestos diana durante el cultivo. E. turbinata y A. ondulado, especies marinas cuyos metabolitos tienen actividad antitumoral. Los resultados mostraron que el cultivo in vitro es un método viable para suministrar algunos metabolitos de ascitis y esponjas para el desarrollo y la producción de fármacos.

Muchos tipos de ascitis y esponjas contienen metabolitos biológicamente activos con potencial farmacológico como fármacos. Debido a que la mayoría de estos metabolitos bioactivos se encuentran en bajas concentraciones en ascitis o esponjas, se requieren grandes cantidades de biomasa para el desarrollo o producción de fármacos. Dado que es probable que la limpieza a gran escala sea perjudicial para el medio ambiente y costosa, se necesitan métodos de suministro alternativos.

Cultivo in vitro

Un método posible de suministrar una cantidad suficiente y sostenible de un metabolito bioactivo es el cultivo in vitro, con ascitis o esponjas cultivadas en condiciones controladas en contenedores terrestres. Sin embargo, para un cultivo in vitro exitoso, es importante desarrollar regímenes de alimentación apropiados que promuevan el crecimiento y la producción de metabolitos diana.

Tanto la ascitis como las esponjas filtran partículas en suspensión, generalmente de menos de 20 micrones de tamaño. Basado en una investigación realizada en el Harbor Branch Institute of Oceanography en Florida, Florida, entre 2002 y 2003, el autor se basó en las concentraciones naturales de partículas suspendidas en los regímenes de alimentación experimentados por sus organismos experimentales en la naturaleza.

Respuesta de los manglares

Manglares Ecteinascidia turbinata produce ecteinascidinas, metabolitos con fuertes propiedades antitumorales. Actualmente se están realizando estudios clínicos para demostrar que esta especie es una ascitis colonial, que consiste en zoides individuales que se mantienen unidos por una estructura similar a un estolón común que también une la colonia al sustrato.

En los experimentos del autor, se unieron alrededor de 25 colonias de zooides a una malla de nailon y se colocaron en acuarios que contenían 15 litros de agua de mar filtrada, que se cambiaba a diario. Las colonias fueron alimentadas con tres microalgas: Chaetoceros gracilis, Isochrysis galbana y Nanocloropsis sp. – ya sea individualmente o en combinación, a una concentración de 80 000 células por ml, concentración natural (1 NC).

El crecimiento fue mayor en las colonias alimentadas con una dieta monoespecífica. Yo galbana y una dieta multiespecífica C. gracilis y Yo galbana, probablemente porque las dos dietas satisfacían mejor las necesidades nutricionales E. turbinata. Para una determinación óptima de la concentración de alimentos para cultivo in vitro, las colonias se alimentaron con ambas dietas a una, dos y cuatro veces la concentración natural. En cuatro semanas E. turbinata a niveles naturales, las dietas habían crecido poco, mientras que las colonias alimentadas con concentraciones más altas se duplicaron.

Esto mostró claramente las fenomenales tasas de crecimiento que se pueden obtener con un cultivo in vitro usando una buena dieta. Otra conclusión prometedora fue que el cultivo in vitro puede promover la biosíntesis del metabolito que se está cultivando. E. turbinata colonias que contienen cuatro veces la concentración normal de ecteinascidinas.

Esponja caribeña

Esponja encontrada en los arrecifes de coral del Caribe (Axinella corrugata) produce el metabolito stevensina con propiedades antitumorales. Un individuo en la investigación del autor. A. corrugata se recolectaron y cortaron en trozos más pequeños o explantes y se colocaron en acuarios que contenían agua de mar filtrada.

Durante ocho semanas, los explantes fueron alimentados con una dieta multiespecífica de bacterias, levaduras y microalgas en cuatro concentraciones diferentes: 1 NC (200.000 bacterias por mililitro, 23.000 microalgas y levaduras por mililitro), 3 NC, 5 NC y 5 + 1 NC (5 Bacterias NC y 1 microalgas y levaduras NC).

Crecimiento A. corrugata entre concentraciones de alimentos. 3 El peso de los explantes alimentados con la dieta NC aumentó en un 22 por ciento (Figura 1). Por el contrario, los explantes alimentados con dieta 1 NC no crecieron, mientras que los explantes alimentados con una dieta de mayor concentración pesaron.

Estos resultados mostraron que A. corrugata aumenta a medida que aumenta la concentración de alimentos hasta que se alcanza un umbral en el que una alta concentración de células tiene un efecto negativo. La disminución del crecimiento de los explantes alimentados con una dieta de alta concentración puede deberse al hecho de que células adicionales bloquean las capas acuosas de las esponjas, estructuras que transportan agua a través de las esponjas.

La concentración de alimentos también afectó en gran medida la biosíntesis del metabolito en A. corrugata. 3 En los investigadores alimentados con la dieta NC, las concentraciones de stevensin fueron dos veces más altas (Figura 2). Por el contrario, en explantes alimentados con otras dietas, la concentración de stevensin fue similar a la de las esponjas naturales.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de diciembre de 2004 de ).

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