Regulación de la síntesis de vindolina durante los procesos morfogénicos en cultivos in vitro de Catharanthus roseus G. Don / Elizabeta Hernández Domínguez

Tesis (Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2005.

Las hojas de Catharanthus roseus (L.) G. Don son la única fuente de los alcaloides diméricos citotóxicos vinblastina y vincristina que se forman a partir de la condensación de los alcaloides monoterpeno-indólicos catarantina y vindolina. El valor económico de estos alcaloides, junto con los bajos niveles que se obtienen de plantas cultivadas en campo, ha llevado a la búsqueda de alternativas para su producción, como el cultivo de tejidos in vitro. En cultivos celulares de C. roseus se ha detectado la acumulación de catarantina en cantidades comparables a las producidas por plantas de campo. Sin embargo, estos cultivos no producen vindolina. La incapacidad de los cultivos desdiferenciados para producir vindolina se encuentra relacionada con la ausencia de organización celular, por lo que el cultivo de brotes podría ser una alternativa. En este trabajo se indujo un cultivo de brotes a partir de plántulas provenientes de semillas inmaduras. El cultivo creció rápidamente en medio líquido. Los brotes mostraron un patrón de acumulación de alcaloides similar al de hojas jóvenes de plantas cultivadas en viveros, siendo vindolina el alcaloide mayoritario, seguido por la catarantina y una baja presencia de ajmalicina. La acumulación de vindolina llegó a ser similar a la de las hojas (alrededor de 2 mg g-1 de peso seco), pero sólo después de un largo período de cultivo (más de tres semanas). La exposición al metil jasmonato (MeJa) redujo notablemente el tiempo para lograr dichos niveles de alcaloides. Se midieron las actividades de las enzimas involucradas en las primeras etapas de la síntesis de alcaloides; la triptofano descarboxilasa (TDC) aparece durante el desarrollo temprano de los brotes, mientras que las actividades de la desacetoxivindolina 4-hidroxilasa (D4H) y de la desacetilvindolina acetil CoA acetiltransferasa (DAT), enzimas involucradas en las dos últimas reacciones en la formación de la vindolina, aparecen en las etapas tardías del desarrollo. La actividad de estas enzimas coincidió con la acumulación de la vindolina. El tratamiento con MeJa produjo un aumento en la actividad de las dos últimas enzimas, lo que a su vez produjo la acumulación de vindolina. Se sugiere que en los brotes la activación temprana de la TDC se relaciona con la acumulación de compuestos intermediarios en la síntesis de vindolina y de otros alcaloides que son transformados más tarde en vindolina.