Vitamina D 3 en plantas y en cultivos de tejidos vegetales : aspectos metabólicos y biotecnológicos

Alejandro C. Curino.

2000.

221 h. : ilustraciones ; 30 cm..

Tesis--Universidad Nacional del Sur, 2001.

Resumen: En esta tesis se ha comprobado, utilizando ensayos de radioreceptor específicos y técnicas cromatográficas de adecuada resolución (Spehadex LH-20 y HPLC secuencialmente) acopladas al análisis estructural por espectrometría de masas, que los cultivos de callos y suspensiones celulares de Solanum glaucophyllum Desf. exhiben, igaul que la planta, la capaacidad de producir los mismos intermediarios de la ruta metabólica de síntesis de vitamina D 3 y derivados en los vertebrados, esto es: 7- dehidrocolesterol (provitamina D 3), vitamina D 3, 25(OH)d 3a,25(OH)2d 3 (calcitriol). Aplicando dicha metodología a plantas y sistemas in vitro similares, se demostró por primera vez la existencia de estos compuestos en Nicotiana glauca Graham, especie perteneciente a la familia Solanaceae, ampliando la distribución de los esteroles de vitamina D 3 en el reino vegetal. Se tetectó 1a,25(OH)2D 3 en todos los órganos vegetativos igual que en los callos derivados, prevaleciendo tanto en las plantas como en los cultivos la forma libre del metabolito sobre los glicoconjugados. En cultivos de callos y células de S. glaucophyllum se evaluó la influencia de algunos componentes del medio sobre la síntesis de 1a,25(OH)2d 3, destacándose el efecto del calcio (8 mM) y el regulador de crecimiento cinetina (2 mg/ml), que indujeron incrementos en los niveles del esteroide de 5 y 18 veces, con respecto a las concentraciones estándard. Estos resultados revelan la posibilidad de modular la producción del 1a,25(OH)2D3 en sistemas vegetales desarrollados in vitro mediante manipulación de las condiciones de cultivo, lo cual es de potencial importancia biotecnológica considerando las propiedades calciotrópicas y antiproleferativas del calcitriol en animales. En las dos angiospermas se investigaron la reacciones de formación de vitamina D3 y de su conversión a derivados hidroxilados. Mediante incubación de las células con [3H]colesterol o suplementación de los cultivos con distintos niveles de 7-dehidrocolesterol seguido del aislamiento de los esteroles producidos por HPLC se obtuvieron evidencias indicando que el 7-dehidrocolesterol es un punto de bifurcación metabólica que conduce por un lado a la producción vitamina D3 y por el otro al colesterol, descartándose la operación de la vía alternativa colesterolÄÄ 7-dehidrocolesterol ÄÄ vitamina D3. En callos y células cultivados bajo condiciones de estricta oscuridad (verificadas con controles de 7-dehidrocolesterol) se detectó por análisis cromatográfico y espectroscópico la presencia de 7-dehidrocolesterol, vitamina D3 25(OH)D3 y 1a,25(OH)D3. La irradiación de los cultivos con luz UV aumentó marcadamente la concentración de vitamina D3. Estos datos demuestran que las plantas poseen dos maneras de producir vitamina D3 a partir del 7-dehidrocolesterol: la conocida reacción fotolítica de los vertebrados y una novel vía metabólica que ocurre en forma independiente de la luz. En este último caso, existen bases teóricas que sustentan la participación de mecanismos enzimáticos. Se realizaron estudios para obtener información sobre las enzimas responsables de la hidroxilación de vitamina D3 en S. galucophyllum y N. glauca. Se observó que las suspensiones celulares de ambas especies convierten [3H]25(OH) a [3H]a,25(OH]2D3, lo cual sugiere que contienen una 25(OH)D3-1a-hidroxilasa. La pequeña proporción del [3H]25(OH)D3 que fue transformado en estos experimentos pudo ser correlacionado con la detección de bajos niveles de 1a,25(OH)2D3 en las células que habían sido irradiadas con luz UV a pesar del aumento observado en vitamina D3. Por medio de un ensayo de ligado competitivo específico a la proteína DBP (vitamin D binding protein) desarrollado en esta tesis para sistemas vegetales se comprobó que las concentraciones de 25(OH)D3 son más altas que las del 1a,25(OH)2D3, lo cual involucra a la reacción final de 1a-hidroxilación como la etapa limitante en la síntesis del metabolito bioactivo. sin embaro en plantas intactas la irradiación incrementó sgnificativamente el calcitriol, sugiriendo una baja expresión de la 25 (OH)D3-1a-hidroxilasa en los cultivos in vitro. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10 (diez) Fecha: 01/06/01

Incluye referencias bibliográficas.