Biotecnología vegetal

ASPECTOS INGENIERILES DEL CULTIVO IN VITRO DE
CÉLULAS VEGETALES PARA LA PRODUCCIÓN DE
METABOLITOS SECUNDARIOS
ENGINEERING ASPECTS OF THE IN VITRO PLANT CELL
CULTURE FOR THE PRODUCTION OF SECONDARY
METABOLITES
MARIO ARIAS
Grupo de Biotecnología Industrial, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, marioari@unalmed.edu.co

ANA AGUIRRE
Grupo de Biotecnología Industrial, UniversidadNacional de Colombia, Sede Medellín, amaguir@unalmed.edu.co

MÓNICA ANGARITA
Grupo de Biotecnología Industrial, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, mjangari@unalmed.edu.co

CAROLINA MONTOYA
Grupo de Biotecnología Industrial, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín, cmontoy0@unalmed.edu.co

JUAN RESTREPO
Grupo de Biotecnología Industrial, Universidad Nacional deColombia, Sede Medellín, jmrestr1@unalmed.edu.co
Recibido para revisar enero 24 de 2008, aceptado abril 16 de 2008, versión final mayo 16 de 2008

RESUMEN: Las plantas son una fuente importante de metabolitos que han sido usados como medicamentos,
pesticidas, saborizantes y fragancias. Con el fin de producir estos compuestos sin necesidad de cultivar la planta
completa, se ha propuesto latecnología de cultivo de sus células in vitro (callos, suspensiones y órganos). En este
trabajo se abordan diferentes aspectos ingenieriles del cultivo de células vegetales concernientes a la producción de
metabolitos secundarios.
PALABRAS CLAVE: Cultivo de células vegetales, metabolitos secundarios, escalado, modelamiento,
inmovilización.
ABSTRACT: Plants are an important source of metabolitesthat have been used as medicines, pesticides, flavors and
fragrances. In order to obtain those compounds without growing the whole plant, the in vitro culture technology
(callus, suspensions and organs) has been proposed. In this work, some engineering aspects of the plant cell culture
concerning the production of secondary metabolites are discussed.
KEYWORDS: Plant cell culture, secondarymetabolites, scale up, modeling, immobilization.

Dyna, Año 76, Nro. 157, pp. 109 -121. Medellín, Marzo de 2009. ISSN 0012-7353

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1. INTRODUCCIÓN
Las
plantas
han
sido
reconocidas
históricamente como fuente de un amplio
rango de compuestos utilizados como
medicamentos, pesticidas, saborizantes y
fragancias,
entre
otros
(Tabla
1).
Tradicionalmente éstos se han obtenido
porextracción
química,
pero
este
procedimiento es difícil debido a las bajas
concentraciones de muchos de estos
compuestos en las plantas [1].

Arias et al

biológico, siendo necesario desarrollar e
implementar la infraestructura adecuada para
lograr procesos productivos no sólo a escalas de
laboratorio sino industrial. En este trabajo se
revisan algunos de los aspectos ingenierilesasociados con el cultivo de células vegetales
para la producción de metabolitos secundarios,
con el fin de introducir esta tecnología como
una estrategia para la utilización de la
biodiversidad colombiana.

2.
Tabla 1. Metabolitos de importancia farmacéutica
[2]
Table 1. Metabolites with pharmaceutical
importance [2]
Costo
Metabolito
Uso
(US/Kg)
Ajmalicina
Antihipertensivo
37000Camptotecina
Antineoplásico
432000
Digoxina
Cardiotónico
3000
Morfina
Sedativo
340000
Taxol
Anticancerígeno
600000
Vincristina
Antileucémico
1000000
Vinblastina
Antileucémico
2000000

El cultivo de células vegetales ha surgido
como una alternativa para la obtención de
metabolitos de interés, en especial cuando las
plantas son silvestres, requieren largos
periodos de cultivo,tienen rendimientos de
metabolitos secundarios bajos o no se cuenta
con procesos de síntesis química. En este
sistema, la producción es independiente de
factores externos como disponibilidad de
tierra, clima y condiciones geopolíticas;
además es posible controlar las condiciones de
cultivo, alcanzando mayor rendimiento y
calidad. Sin embargo, para lograr la aplicación
industrial de esta...