Formación de callo e inducción de un cultivo de células en suspensión en Lophophora williamsii Public Deposited
Lophophora williamsii, planta suculenta de la familia Cactaceae y comúnmente llamada “peyote”, tiene importancia antropológica (etnohistórica) como recurso botánico fundamental de cohesión, de distintos y numerosos grupos indígenas de México y los Estados Unidos de América. Dentro de la práctica experimental y clínica de la siquiatría, el uso de la mescalina (principal sicotrópico del peyote) a sido importante en el estudio general de las sicosis, y en el tratamiento particular de la esquizofrenia. El empleo de cultivos in vitro para la propagación de plantas, y la posible producción de metabolitos secundarios en esta especie, se constituyen en la alternativa experimental de este trabajo, cuyo objetivo fundamental es el estudio del establecimiento del cultivo de células en suspensión de la especie. De cultivos de callo preexistentes, inducidos de botones o coronas de peyote, y mantenidos en medio MS con 5 mg/ L del fitorregulador 2-ip que induce la producción de brotes, se indujeron y mantuvieron temporalmente suspensiones celulares de la especie. La escasa friabilidad y gran resistencia del material calloso, motivó la decisión de implementar y desarrollar técnicas de fragmentación del material vegetal, cuya aplicación provocó inicialmente serios problemas de oxidación y turbidez; estos se resolvieron de manera eventual, con la duplicación de la concentración del recurso carbono y de antioxidantes (60 g / L de sacarosa + 200 y100 mg/ L de ácido cítrico y ascórbico, respectivamente), y posteriormente de forma definitiva, con el uso del tratamiento enzimático (celulasa + macerozima) con filtrado de malla y la utilización del homogenizador. Estas técnicas lograron uniformizar el tamaño del agregado celular, estabilizando adecuadamente la suspensión y además, reduciendo la concentración de sacarosa en 40% y la de antioxidantes a su valor base. En conclusión, se lograron en lo general condiciones estables, que permiten el establecimiento permanente de la suspensión, gracias a una progresiva eficiencia en las técnicas de fragmentado del material calloso. Por lo que respecta al comportamiento de la cinética de crecimiento de la suspensión, inicialmente el cultivo se mantuvo con el medio y el fitorregulador idénticos al del crecimiento del callo (medio MS Sigma 5519 + 2-ip como RCV); el promedio de las mediciones de peso fresco y seco se mantuvieron relativamente constantes con el transcurso del tiempo, evidenciando un crecimiento de biomasa muy lento. Con el propósito de inducir un crecimiento conspicuo del material vegetal, se agregó la auxina 2,4-D en una relación auxina /citosina de 2.5; sin embargo, la medida no prosperó, pues el índice de crecimiento para esta suspensión que es inicialmente de 9 % se reduce después al 5%, situando sus parámetros cinéticos todavía muy lejos de un crecimiento abundante y sostenido, tal como lo revela su baja tasa de división celular, caracterizada con una velocidad específica de crecimiento muy lenta (µ = 5.4 x 10-3 días-1 ) y, por lo tanto, de un tiempo de duplicación muy grande (td = 124.8 días). Resumiendo, la cinética de crecimiento de la suspensión muestra que bajo estos parámetros experimentales su crecimiento no es permanente.
Lophophora williamsii, succulent plant from the Cactaceae family, commonly called “peyote”. It has antropological (etnohistoric) importance as fundamental botanical resource for the cohesion of diverse and numerous indigenous groups in Mexico and the United States of America. Within the experimental and clinical practice of Psychiatry, the use of mescalin (main psychotropic found in the “peyote”) has been important in general research on psychosis, as well as in the particular treatment of Schizophrenia. The use of in vitro culture for the propagation of plants, and the possible production of secondary metabolites in the peyote, constitute the experimental alternative of this study, which fundamental objective is to make research on the establishment of cell cultivation in suspension of this type of plant. From preexistent desdifferenciated tissue made from peyote buds or peyote crowns, and kept in MS medium with 5mg/L of the kinetin 2-ip, which induces the production of buds, cell suspensions of the species were induced and maintained temporally. The poor friability and great resistance of callous material, motivated the decision of implement and development fragmentation techniques of the vegetable material. Initially, their application of these techniques caused serious oxidation and disturbed problems; these problems were eventually solved, through the duplication of the concentration of the carbon resource and antioxidants (60 g/L of sucrose + 200 and 100 mg/L of citric and ascorbic acids, respectively), and later on were definetely resolved through the use of enzimatic treatment (cellulose + macerozim) with a sieve and the use of the homogenizator. These techniques were able to uniform the size of the cell aggregate, stabilizing appropriately the suspension and almost eliminating, in an evident way, the problems mentioned above. In addition to this, the sucrose concentration was reduced in 40% and the antioxidants concentration was reduced to base value. To conclude, in general, it was possible to get stable physicochemical conditions that allow the permanent establishment of the suspension, thanks to a progresive efficiency in fragmentation techniques applied to peyote´s callous material. Regarding the behavior of growth kinetics of the suspension, initially the culture was kept with the MS medium and the kinetin identical to use for callous growth (MS Sigma 5519 medium + 2-ip as VGR); the average of the fresh and dry weight measurements were relatively constant in time. What became evident was the fact that there was a very slow biomass growth. Trying to induce a conspicuous growth of plant material, 2,4-D auxin was added in a 2.5 auxin/citosinin ratio; however, this treatmen did not produced positive results, because the growth rate for this suspension was initially 10%, but later on this level was reduced to 5%, and these kinetic parameters are still positioned very far away from what it is considered a sustained and abundant growth. This can be observed due to the poor rate of cell division, characterized by a specific speed of growth that comes out to be very slow (µ= 5.4 x10-3 days-1), and therefore, it has a long time of duplication (td = 124.8 days). In summary, the kinetic of growth of the suspension shows that under these experimental parameters its growth is not permanent.
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