Cultivo De Celulas Vegetales

BASES BIOLOGICAS

El crecimiento y el desarrollo de las plantas esta controlado por las interacciones existentes entre el genoma y el medio ambiente, es decir el medio inter e intracelular y las condiciones aptas para su crecimiento. La comunicación intercelular, tomándolo de una forma interna, incluye el transporte de reguladores de crecimiento, iones, metabolitos primarios y secundarios y agua vía xilema y floema. Todos estos sistemas poseen papeles de relevante importancia en la diferenciación y el desarrollo.

Diariamente observamos que algunas especies de plantas son capaces de regenerarse a partir fragmentos de tejidos cortados, denotando claramente la plasticidad del desarrollo vegetal debida a la facultad las células de una planta para permitir el crecimiento y el desarrollo de un nuevo individuo, bajo condiciones adecuadas, sin que medie ningún tipo de fusión de células sexuales o gametos. Esta capacidad se denomina totipotencialidad celular y es característica de un grupo de células vegetales conocidas como células meristemáticas, presentes en distintos órganos de la planta. También la podemos tomar como la clave en el desarrollo de plantas genéticamente modificadas o transgénicas.

La potencialidad de una célula diferenciada (una célula de conducción, epidérmica) para generar tejidos nuevos y eventualmente un organismo completo, disminuye con el grado de diferenciación alcanzado por esa célula, pero puede revertirse parcial o completamente según las condiciones de cultivo a las que se la someta. El éxito en la propagación de una planta depende de que se logre la expresión de la potencialidad celular, es decir, de que algunas células recuperen su condición meristemática. Para ello debe inducirse primero la desdiferenciación y luego la rediferenciación celular. En condiciones naturales, un proceso de este carácter sucede durante la formación de las raíces adventicias en el enraizamiento de estacas, la formación de yemas adventicias o cuando se busca la propagación de cualquier planta. Entre los factores más importantes para lograr la respuesta morfogenética deseada se encuentra la composición del medio de cultivo. En todo intento de propagación vegetal, el carácter del proceso de diferenciación está regulado por el balance hormonal propio y por el estado fisiológico del órgano, tejido o célula puesta en cultivo. Sin embargo, ese balance puede ser modificado por el agregado de compuestos que imiten la acción de las hormonas vegetales. Esos compuestos, denominados reguladores del crecimiento, son los que se emplean en los medios de cultivo para conseguir la micropropagación de una planta.

El cultivo de tejidos en plantas ha sido utilizado como una alternativa para la obtención de enzimas y metabolitos secundarios (algunos con interés terapéutico), para estudios de biotransformación, y también para elucidar mecanismos que regulan la biosíntesis de alcaloides. Existen reportes en la literatura sobre la producción biotecnológica de varios alcaloides de algunas plantas de importancia farmacéutica.

CULTIVO DE CALLOS

El cultivo de tejidos, como técnica, consiste esencialmente en aislar una porción de la planta (a la que se denominará explanto, como por ej. el ápice, una hoja o segmento de ella, segmento de tallo, meristema, embrión, nudo, semilla, antera, etc.) y colocarla en un medio nutritivo estéril (usualmente gelificado, semisólido), proporcionándole artificialmente las condiciones físicas y químicas apropiadas para que las células expresen su potencial intrínseco o inducido y de esta manera regenerar una o muchas plantas.

Cuando el tejido se explanta, este se suplementa con un mezcla de sales, vitaminas y reguladores del crecimiento tales como una auxina y una citoquinina, y una fuente de carbono que normalmente es sacarosa, la división celular continuara y se formara un callo que tiene como característica su irregular crecimiento, teniendo el potencial para desarrollar raíces normales, brotes y embriones que forman plántulas. Como material de explante puede utilizarse con éxito varios tejidos, pero el origen del tejido puede ejercer un profundo efecto en el comportamiento del desarrollo posterior del callo. Es importante aclarar que estas diferencias no son genéticas, son más bien de tipo morfológico y de crecimiento, que en general son estables y muestran que los callos “juveniles” crecen con mayor rapidez y están formados por células mayores que los callos “adultos” y producen, de modo característico, menos raíces en un medio muy salino.

La formulación del medio cambia según se quiera obtener un tejido desdiferenciado (callo), crecer yemas y raíces, u obtener embriones somáticos para producir semillas artificiales. El éxito en la propagación de una planta dependerá de la posibilidad de expresión de la potencialidad celular total, es decir, que algunas células recuperen su condición meristemática. A tal fin, debe inducirse primero la desdiferenciación y luego la rediferenciación celular. Uno de los factores más importantes a tener en cuenta para lograr la respuesta morfogenética deseada es la composición del medio de cultivo. No existen dudas que en todo intento de propagación vegetal, ya sea in vitro o in vivo, el carácter del proceso de diferenciación depende del genoma de la especie, y que está regulado por el balance hormonal propio y por el estado fisiológico del órgano, tejido o célula puesta en cultivo. Sin embargo, también se sabe que ese balance puede ser modificado por el agregado de compuestos que imiten la acción de las hormonas vegetales. Estos compuestos se denominan reguladores del crecimiento, y se emplean en los medios de cultivo para conseguir la micropropagación de una planta.

CULTIVOS EN SUSPENSIÓN

Los cultivos en suspensiones celulares e inician transfiriendo preferiblemente callos friables a un medio nutritivo liquido que se agita normalmente con un agitador orbital. La agitación sirve tanto para airear al cultivo como para dispersar las células, las cuales ya sea como resultado de la división celular en la superficie del callo, o ya sea por efecto mecánico, se desprenden del tejido de inoculo. Las tasas de división de las células cultivadas en suspensión en la fase exponencial son típicamente superiores a las células del callo.

Las células individuales se distribuyen en forma homogénea a través del medio de cultivo y por estar rodeadas del mismo, se facilita la transferencia de nutrientes y oxígeno hacia el citoplasma. Este tipo de cultivo presenta la ventaja de permitir el control relativamente sencillo de variables como temperatura, pH y oxígeno disuelto; sin embargo, pueden verse modificadas

...