Invemar
Boletín de Investigaciones Marinas y Costeras

Producción de (+)-discodermólido por la esponja Discodermia dissoluta bajo sistemas de cultivo fijo y suspendido

Javier Gomez-León, Johann Lopez-Navarro, Alicia Millanguir, Jesus David Castaño, Sven Zea

Resumen


El macrólido antitumoral (+)-discodermólido, producido por la esponja marina Discodermia dissoluta, tiene promisorios resultados como antitumoral, antimitótico e inmunosupresor. Sin embargo, el suministro sostenible de cualquier molécula necesita mucha investigación de trabajo in situ e in vitro para lograr la optimización y posterior obtención de la molécula de interés. En este estudio se evaluaron dos sistemas de cultivo fijo y suspendido a 15 m de profundidad, en las localidades de Punta de Betín y Nenguange en Santa Marta (Caribe colombiano). En cada caso se registró la supervivencia, el crecimiento y la producción de (+)-discodermólido, encontrando mejores resultados para el crecimiento en el sistema suspendido y una dependencia de la supervivencia según la localidad del
cultivo. También se estudió la influencia de diferentes factores ambientales sobre la supervivencia, observando una correlación negativa con la temperatura. La salinidad, radiación solar, materia orgánica y flujo del agua no presentaron variaciones importantes, impidiendo
establecer una correlación. En cuanto a la producción de (+) -discodermólido, no se encontraron diferencias significativas entre los sistemas y localidades, registrando una producción entre 20-270 μg por gramo de esponja seca.


Palabras clave


Discodermia dissoluta, (+)-discodermólido, Fragmentos de esponja, Cultivo de esponjas, Acuicultura.

Referencias


Blunt, J.W., B.R. Copp, R.A. Keyzers, M.H. Munro and M.R. Prinsep. 2013. Marine natural products. Nat. Prod. Rep., 30(2): 237-323.

Caralt, S. 2007. Sponge Culture: Learning from biology and ecology. Wageningen University. 187 p.

Carballo, J.L., B. Yañez, E. Zubia, M.J. Ortega and C. Vega. 2009. Culture of explants from the sponge Mycale cecilia to obtain bioactive Mycalazal-Type

metabolites. Mar. Biotech., 12: 516-525.

Duckworth, A. 2009. Farming sponges to supply bioactive metabolites and bath sponges: A Review Mar. Biotech., 11: 669-679.

Duckworth, A.R. and C.N. Battershill. 2003a. Developing farming structures for production of biologically active sponge metabolites. Aquaculture, 217:

–156.

Duckworth, A.R. and C.N. Battershill. 2003b. Sponge aquaculture for the production of biologically active metabolites: the influence of farming protocols

and environment. Aquaculture, 221: 311–329.

Duckworth, A.R., C. Battershill and P.R. Bergquist. 1997. Influence of explant procedures and environmental factors on culture success of three sponges.

Aquaculture, 165: 251-267.

Faulkner, D.J. 2002. Marine natural products. Nat. Prod. Rep., 19: 1-48.

Ferrati, C., S. Vacca; R. Pronzato, R. Manconi and A.R. Duckworth. 2006. Sponge culture in a small harbour: the case study of the demosponges Agelas

oroides Agelasida) and Petrosia ficiformis (Haplosclerida) in the W-Mediterranean. Abstracts, 7th Int. Sponge Symp., Rio de Janeiro, 7-13 may.

Florence, G.J., M.N. Gardner and I. Paterson. 2008. Development of practical syntheses of the marine anticancer agents discodermolide and dictyostatin.

Nat. Prod. Rep., 25: 342-375.

Garay, J., J. Betancourt, G. Ramírez, B. Marin, B. Cadavid, L. Panizzo, L. Lesmes, J. E. Sanchez, S. L. Lozano y A. Franco. 2003. Manual de técnicas

analíticas para la determinación de parámetros Fisicoquímicos y contaminación marina: Agua, sedimento y organismos. Serie Documentos Generales

, Invemar, Santa Marta. 177 p.

Gunasekera, S, M. Gunasekera and R. Longley. 1990. Discodermolide: a new bioactive polyhydroxilated lactone from the marine sponge Discodermia

dissoluta. J. Org. Chem., 55: 4912-4915.

Hadas, E., M. Shpigel and M. Ilan. 2005. Sea ranching of the marine sponge Negombata magnifica (Demospongiae, Latrunculiidae) as a first step for

latrunculin B mass production. Aquaculture, 244: 159 -169.

Huang, Y.C.A., H.J. Hsieh, S.C. Huang, P.J. Meng, Y.S. Chen, S. Keshavmurthy, Y. Nozawa and C.A. Chen. 2011. Nutrient enrichment caused by marine

cage culture and its influence on subtropical coral communities in turbid waters. Mar. Ecol. Prog. Ser., 423: 83–93.

Leys, S.P. and N.R.J. Lauzon. 1998. Hexactinellid sponge ecology: growth rates and seasonality in deep water sponges. J. Exp. Mar. Biol. Ecol., 230:

–129.

Longley, R.E., S.P. Gunasekera and S.A. Pomponi. 1998. Discodermolide compounds. U.S. Patent 5840.750.

Mita, A., C. Lockhart, T.L. Chen, K. Boshinski, J. Curtright, W. Cooper, L. Hammond, M. Rothenberg, E. Rowinsky and S.A. Sharma. 2004. Phase I

pharmacokinetic (PK) trial of XAA296A (Discodermolide) administered every 3 wks to adult patients with advanced solid malignancies. J. Clin.

Oncol., 22(14): 2025.

Müller, W., W. Wimmer, W. Schatton, M. Bohm, R. Batel and Z. Filic. 1999. Initiation of an aquaculture of sponges for the sustainable production of

bioactive metabolites in open systems: example, Geodia cydonium. Mar. Biotech., 1: 569-579.

Nishizaki, M.T. and J.D. Ackerman. 2007. Juvenile–adult associations in sea urchins (Strongylocentrotus franciscanus and S. droebachiensis): protection

from predation and hydrodynamics in S. franciscanus. Mar. Biol., 151:135–145.

Page, M., P. Northcote, V. Webb, S. Mackey and S. Handley. 2005. Aquaculture trials for the production of biologically active metabolites in the New

Zealand sponge Mycale hentscheli (Demospongiae: Poecilosclerida). Aquaculture, 250: 256– 269.

Parra, F.J. y S. Zea. 2003. Comparación de la abundancia, distribución y algunas características de las esponjas del género Ircinia (Porifera: Demospongiae)

en dos ambientes contrastantes del área de Santa Marta, Caribe colombiano. Bol. Invest. Mar. Cost., 32: 75-91.

Reiswig, H.M. 1973. Population dynamics of three Jamaican desmopongiae. Bull. Mar. Sci., 23 (2): 191–226.

Roa, A., L. Saavedra, A. Acero P. y L. Mejía. 2007. Nuevos registros de peces para el Caribe colombiano de los órdenes Myctophiformes, Polymixiiformes,

Gadiformes, Ophidiiformes y Lophiiformes. Bol. Invest. Mar. Cost., 36:181-207.

Ruiz, C. 2009. Aspectos ecológicos de la población de la esponja Discodermia dissoluta (Porifera: Demospongiae: Lithistida) en el Caribe Colombiano.

Tesis Biol. Mar., Univ. Jorge Tadeo Lozano, Bogotá. 50 p.

Ruiz, C., K. Valderrama, L. Castellanos and S. Zea. 2013. Mariculture and natural production of the antitumoural (+)-discodermolide by the Caribbean

marine sponge Discodermia dissoluta. Mar. Biotech., 15(5): 571–583.

Schirmer, A., R. Gadka, C.D. Reeve, F. Ibrahim, E.F. DeLong and C.R. Hutchinson. 2005. Metagenomic analysis reveals diverse polyketide synthase gene

clusters in microorganisms associated with the marine sponge Discodermia dissoluta. Appl. Environ. Microbiol., 71:4840-4849.

Sipkema, D., H.W. Blanch and R.H. Wijffels. 2006. Large-scale production of pharmaceuticals by marine sponges: sea, cells or synthesis? Abstracts, 7th Int.

Sponge Symp. Rio de Janeiro. 7-13 mayo 2006.

Smith, A.B., B.S. Freeze, I. Brouard and T. Hirose. 2003. A practical improvement, enhancing the large-scale synthesis of (+)-discodermolide: A thirdgeneration

approach. Org. Lett., 5: 4405-4408.

Tziveleka, L.A., C. Vagias and V. Roussis. 2003. Natural products with anti-HIV activity from marine organisms. Curr. Top Med. Chem., 3(13): 1512-35.

Valderrama, K. 2009. Evaluación de la oferta natural y potencial de producción de (+)-discodermólido y/o análogos de la esponja marina del Caribe

colombiano Discodermia dissoluta. Tesis M. Sc. Química, Univ. Nacional de Colombia, Bogotá. 104 p.

Valderrama, K., L. Castellanos and S. Zea. 2010. Validation and evaluation of an HPLC methodology for the quantification of the potent antimitotic

compound (+)-discodermolide in the Caribbean marine sponge Discodermia dissoluta. J. Sep. Sci., 33(15): 2316-21.

Van Treeck, P., M. Eisinger, J. Müller, M. Paster and H. Schuhmacher. 2003. Mariculture trials with Mediterranean sponge species: the exploitation of an old

natural resource with sustainable and novel methods. Aquaculture, 218:439–455.

Vásquez, E. 2011. Cultivo in situ de la esponja de Caribe Discodermia dissoluta con miras a la producción biotecnológica del compuesto antitumoral (+)-

Discodermólido. Tesis Biol., Univ. Nacional de Colombia, Bogotá. 49 p.

Webster, N.S., R.E. Cobb and A.P. Negri. 2008. Temperature thresholds for bacterial symbiosis with a sponge. ISME J., 2(8): 830-42.

Voogd, N.J. 2007. The mariculture potential of the Indonesian reef-dwelling sponge Callyspongia (Euplacella) biru: Growth, survival and bioactive

compounds. Aquaculture, 262: 54–64.

Zea S. 1987. Esponjas del Caribe colombiano. Catalogo Científico, Bogotá. 286 p.


Texto completo: PDF

DOI: 10.25268/bimc.invemar.2017.46.2.730

Enlaces refback

  • No hay ningún enlace refback.