Existen
fundamentalmente tres formas de realizar cultivos in vitro: células en
suspensión, células inmovilizadas o como tejidos u órganos. La clase de cultivo
afecta, entre otras cosas, el crecimiento celular, la formación de producto,su
purificación y el tipo de biorreactor que puede ser utilizado Cultivo en
suspensión Cultivo de células inmovilizadas Cultivo de órganos.[17]
Cultivo en suspensión en las suspensiones, las células individuales se
distribuyen en forma homogénea través del miedo de cultivo por estar rodeadas
del mismo, se facilita la transferencia del nutrientes y oxigeno
Cultivo en
suspensión
En las
suspensiones, las células individuales se distribuyen en forma homogénea a
través del medio de cultivo y por estar rodeadas del mismo, se facilita la
transferencia de nutrientes y oxígeno hacia el citoplasma. Este tipo de cultivo
presenta la ventaja de permitir el control relativamente sencillo de variables
como temperatura, pH y oxígeno disuelto; sin embargo, pueden verse modificadas
algunas características de las células presentes en las plantas como su
diferenciación y la comunicación intercelular, lo que implica en muchos casos
la disminución en la producción de metabolitos secundarios, pues se ha
reportado que en algunas especies la síntesis de ciertos metabolitos requiere
la coexistencia de diferentes tipos celulares o la compartimentalización
intracelular. [16]
Las suspensiones celulares finas están constituidas principalmente por células
meristemáticas indiferenciadas, más débiles e inestables en comparación con su
estado en el ambiente natural pero con respecto a los cultivos de células
diferenciadas (raíces y brotes), presentan las ventajas de poder ser cultivadas
a mayores concentraciones celulares y a mayores velocidades de crecimiento.[16]
Cultivo de células inmovilizadas
Ésta es una
alternativa que ha mostrado en muchos casos la estimulación del metabolismo
secundario, debido probablemente a una tasa de crecimiento más lenta que
favorece un mayor flujo de nutrientes y energía hacia este metabolismo, un
mayor contacto célula-célula y un mayor grado de diferenciación, haciendo que
el ambiente físico-químico sea más parecido al de la planta. Las células
inmovilizadas presentan una mayor limitación a la transferencia de masa, debido
a la resistencia aportada por el soporte; además, se ha reportado la inducción
de cambios morfológicos y fisiológicos, que pueden estimular no sólo la
producción, sino también la liberación de metabolitos secundarios al medio,
posiblemente por la permeabilización de la membrana celular.[17]
La utilización de sistemas con células inmovilizadas presenta la ventaja de
mantener retenido el biocatalizador, permitiendo su reutilización y la
operación del proceso de manera continua, usando altas tasas de dilución sin
que ocurra lavado celular. A demás, cuando el metabolito es liberado por la
célula al medio, se ven simplificados los procesos de purificación de los
metabolitos de interés, reduciendo el costo del proceso.[17]
Cultivo de órganos
La producción de
ciertos metabolitos está asociada a células muy especializadas o a la
interacción de células en la planta, que en algunos casos pueden ser de
diferentes tipos celulares [5]; en estos casos resulta útil cultivar el órgano
o tejido completo [6]. Existen dos tipos de órganos que usualmente son
cultivados para la producción de metabolitos secundarios: raíces y brotes;
éstos se caracterizan por tener un patrón metabólico muy similar al de los
órganos en la planta y pueden o no estar transformados genéticamente; en el
caso de células no trasformadas el tejido se obtiene a partir de un explante y
la diferenciación se logra utilizando una combinación apropiada de hormonas;
los órganos transformados se obtienen utilizando Agrobacterium
rizhogenes, en el caso de raíces, o Agrobacterium tumefaciens en
el caso de brotes.[17]
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