Las líneas celulares de vertebrados, insectos y plantas son herramientas importantes para la investigación en muchas disciplinas, incluidas la salud humana, la biología evolutiva y del desarrollo, la agricultura y la toxicología. Se han establecido líneas celulares para muchos organismos, incluidos los invertebrados terrestres y de agua dulce.
A pesar de muchos esfuerzos durante varias décadas, todavía no hay líneas celulares para invertebrados marinos, incluidas las esponjas marinas, que son la fuente de miles de nuevos productos químicos con propiedades farmacéuticamente relevantes. El suministro de estos productos químicos también es un cuello de botella para el desarrollo de derivados de esponjasla droga conduce, porque la cosecha silvestre no es ecológicamente sostenible, y la síntesis química es un desafío debido a la complejidad de muchos de los compuestos químicos bioactivos.
Investigadores del Instituto Oceanográfico Harbor Branch de la Florida Atlantic University y colaboradores de la Universidad de Wageningen en los Países Bajos han desarrollado un gran avance en el cultivo de células de invertebrados marinos esponjas. Por primera vez, han logrado un aumento sustancial tanto en la tasa como en el número dedivisiones celulares. Han demostrado que un medio nutriente optimizado con aminoácidos estimula la división celular rápida en nueve especies de esponjas marinas. La demostración de una división celular excepcionalmente rápida para invertebrados marinos esponjas, así como la capacidad de los investigadores para subcultivar las células,es un descubrimiento innovador para la biotecnología marina.
Los resultados del estudio, publicado en Scientific Reports, mostraron que las células de división más rápida se duplicaron en menos de una hora. Los cultivos de tres especies se subcultivaron de tres a cinco veces, con un promedio de 5,99 duplicaciones de la población después del subcultivo, y una esperanza de vidade 21 a 35 días
Estos hallazgos forman la base para desarrollar modelos de células de invertebrados marinos para comprender mejor la evolución temprana de los animales, determinar el papel de los metabolitos secundarios y predecir el impacto del cambio climático en la ecología de la comunidad de arrecifes de coral. Además, las líneas celulares de esponja se pueden usar para escalar-up producción de productos químicos derivados de esponjas para ensayos clínicos y para desarrollar nuevos medicamentos para combatir el cáncer y otras enfermedades.
"Las líneas celulares de esponja podrían usarse como modelos para comprender el papel de los metabolitos secundarios en las esponjas, para utilizar esta información para desarrollar nuevos modelos para el descubrimiento de fármacos y para aumentar la producción de compuestos bioactivos derivados de esponjas para medicamentos nuevos".dijo Shirley Pomponi, Ph.D., autora principal y profesora de investigación en Harbor Branch de la FAU. "Las líneas celulares de esponjas de arrecife comunes también podrían usarse para cuantificar los efectos del cambio climático como el calentamiento del océano y la acidificación en la absorción de material orgánico disuelto, un componente importante de la 'hipótesis del ciclo de la esponja' del ciclo del carbono, y para probar la hipótesis de que los arrecifes de coral podrían convertirse en arrecifes de esponja a medida que cambia el clima ".
Las esponjas Phylum Porifera se encuentran entre los metazoos más antiguos y se consideran críticas para comprender la evolución y el desarrollo de los animales. Son componentes clave de muchos ecosistemas marinos bentónicos. Hay más de 9,000 especies descritas que se encuentran en todo el mundo, desde el intermareal hasta el fondo del marEntre los metazoos más antiguos, las esponjas han desarrollado una variedad de estrategias para adaptarse a diferentes entornos. Debido a que son sésiles como adultos, han desarrollado sistemas químicos sofisticados para la comunicación, la defensa de los depredadores, los antiincrustantes para evitar que otros organismos crezcan sobre ellos, ypara prevenir la infección por microbios filtrados del agua. Estos productos químicos interactúan con moléculas que se han conservado a lo largo de la historia evolutiva y están involucradas en procesos de enfermedades humanas, por ejemplo, el ciclo celular, las respuestas inmunes e inflamatorias, y la regulación de calcio y sodio.
Durante años, los científicos de Harbor Branch de FAU han estado recolectando organismos marinos inusuales, muchos de ellos de hábitats de aguas profundas, que son la fuente de nuevos productos naturales. La mayoría de las muestras provienen principalmente de todo el Atlántico y el Caribe;otros han venido de Galápagos, el Pacífico occidental, el Mediterráneo, el Indo-Pacífico, África occidental y el mar de Bering. El programa de descubrimiento de fármacos de FAU Harbor Branch busca tratamientos para el cáncer de páncreas y enfermedades infecciosas, y sus científicos también tienen colaboraciones con otros científicos que trabajan enotras formas de cáncer, malaria, tuberculosis, enfermedades neurodegenerativas e inflamación.
Los coautores del estudio son Megan Conkling, Ph.D., FAU's Harbour Branch; Kylie Hesp, Ph.D., Bioprocess Engineering, Wageningen University & Research, Wageningen, NL, Países Bajos; Stephanie Munroe, Ph.D.,FAU's Harbour Branch e Bioprocess Engineering, Wageningen University & Research; Kenneth Sandoval, Ph.D., FAU's Harbour Branch e Bioprocess Engineering, Wageningen University & Research; Dirk E. Martens, Ph.D., Bioprocess Engineering, Wageningen University & Research;Detmer Sipkema, Ph.D., Laboratorio de Microbiología, Wageningen University & Research; Rene H. Wijffels, Ph.D., Bioprocess Engineering, Wageningen University & Research, y la Facultad de Biociencias y Acuicultura, Nord University, Bodø, NO, Noruega.
Esta investigación fue apoyada por la Unión Europea Marie Curie Grant ITN-2013-BluePharmTrain-607786 a Sipkema, las Esponjas del Proyecto Horizonte 2020 de la Unión Europea acuerdo de subvención No. 679848 a Sipkema, Pomponi y Martens,la Fundación del Instituto Oceanográfico Harbour Branch, el Programa de Licencias Especializadas en Acuicultura y Save Our Seas para Pomponi, y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, el Instituto Cooperativo para la Exploración, Investigación y Tecnología del Océano número de premio NA14OAR43202600 para Pomponi.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Florida Atlantic University . Original escrito por Gisele Galoustian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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