Cultivo de células en suspensión de Borojoa patinoi para la producción de compuestos con potencial citotóxico y genotóxico

Abstract

El Borojó (Borojoa patinoi) es una especie arbórea originaria del bosque húmedo tropical del Pacífico colombiano. El fruto es reconocido por su gran valor nutritivo, debido principalmente al alto contenido de carbohidratos, minerales, vitamina C y aminoácidos esenciales. A pesar de que tradicionalmente ha sido utilizado por sus propiedades medicinales en la cicatrización de heridas, hipertensión y afecciones pulmonares; su estudio se ha visto limitado hacia la industria de alimentos. En esta investigación se caracterizó el cultivo de células en suspensión de borojó con el fin de evaluar la producción de metabolitos secundarios de interés farmacéutico, específicamente en cáncer. Con el fin de incrementar la concentración celular y la obtención de biomasa, se evaluó el efecto del medio de cultivo basal y el tipo de tapón en matraz Erlenmeyer sobre el crecimiento celular. A pesar de las diferencias que ostentan los medios de cultivo MS, B5 y White en su composición y las diferencias en la capacidad de intercambio gaseoso entre el matraz y el ambiente con tapones de algodón, aluminio y espuma, no se presentaron diferencias significativas en los parámetros cinéticos de crecimiento celular. En promedio, la velocidad específica de crecimiento fue 0.10 día -1 con un tiempo de duplicación 6.9 días. La evaluación de los extractos de hexano y de acetato de etilo de las células en suspensión de B. patinoi sobre las líneas celulares MCF7, Jurkat y CHO, evidenció actividad citotóxica in vitro significativa sobre células tumorales MCF7 y Jurkat (adenocarcinoma de mama y leucemia linfoide aguda, respectivamente). Para la línea celular MCF7 se redujo la viabilidad celular hasta un 53% con el extracto de hexano (100 µg/mL), y en las células Jurkat, el extracto acetato de etilo redujo la viabilidad celular en 42% (100 µg/mL). Por otro lado, los extractos de hexano presentaron un mayor efecto en la reducción de la viabilidad de las células cancerosas (MCF7 Y Jurkat) en comparación con las células no cancerosas CHO. Por otro lado, los extractos hexano, de acetato de etilo y diclorometano causaron daño clastogénico significativo en células de cáncer de mama (células Jurkat), el daño en el ADN fue 27.8, 24.2 y 23.9 respectivamente. Las pruebas fitoquímicas realizadas a los extractos hexano y acetato de etilo mostraron la presencia de ácido clorogénico, cumarinas, terpenos, saponinas y lactonas sesquiterpénicas; metabolitos secundarios de interés farmacéutico. Las células en suspensión de B. patinoi producen compuestos con actividad citotóxica y genotóxica sobre líneas celulares cancerosas Jurkat y MCF7. Lo cual permite que permite que este trabajo se convierta en un punto de partida para el desarrollo de nuevas investigaciones con cultivos in vitro de borojó, la identificación y caracterización los compuestos con actividad biológica y a futuro se convierta en una plataforma biotecnológica para la producción de fármacos quimiopreventivos o como terapéuticos para el tratamiento del cáncer

Abstract: The Borojó (Borojoa patinoi) is a tree species native to the tropical rainforest of the Colombian Pacific. The fruit is recognized for its high nutritional value, mainly due to its high content of carbohydrates, minerals, vitamin C and essential amino acids. Although it has traditionally been used for its medicinal properties in wound healing, hypertension and pulmonary conditions, its study has been limited to the food industry. In this research, the culture of cells in suspension of borojo was characterized in order to evaluate the production of secondary metabolites of pharmaceutical interest, specifically in cancer. In order to increase cell concentration and biomass production, the effect of the basal culture medium and the type of stopper in the Erlenmeyer flask on cell growth was evaluated. Despite the differences in the composition of the MS, B5 and White culture media and the differences in gas exchange capacity between the flask and the environment with cotton, aluminium and foam stoppers, there were no significant differences in the kinetic parameters of cell growth. On average, the specific growth rate was 0.10 day -1 with a doubling time of 6.9 days. Evaluation of the extracts of hexane and ethyl acetate from B. patinoi suspended cells on MCF7, Jurkat and CHO cell lines showed significant in vitro cytotoxic activity on MCF7 and Jurkat tumor cells (breast adenocarcinoma and acute lymphoid leukemia, respectively). For the MCF7 cell line cell viability was reduced by up to 53% with hexane extract (100 µg/mL), and in Jurkat cells, ethyl acetate extract reduced cell viability by 42% (100 µg/mL). On the other hand, hexane extracts had a greater effect in reducing the viability of cancer cells (MCF7 and Jurkat) compared to noncancerous CHO cells. On the other hand, the hexane, ethyl acetate and dichloromethane extracts caused significant clastogenic damage in breast cancer cells (Jurkat cells), the DNA damage was 27.8, 24.2 and 23.9 respectively. Phytochemical tests performed on the extracts hexane and ethyl acetate showed the presence of chlorogenic acid, coumarins, terpenes, saponins and sesquiterpenlactones; secondary metabolites of pharmaceutical interest. Suspended cells of B. patinoi produce compounds with cytotoxic and genotoxic activity on Jurkat and MCF7 cancer cell lines. This allows this work to become a starting point for the development of new research with in vitro borojo cultures, the identification and characterization of compounds with biological activity and in the future to become a biotechnological platform to produce chemopreventive or therapeutic drugs for the treatment of cancer.