Jasmonatos: Generalidades y Aplicaciones. Artículo de Revisión. Grisel Maria Ortega Arias-Carbajal*; Georgina Michelena;Felipe Eng. Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (icidca)



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Jasmonatos: Generalidades y Aplicaciones.

Artículo de Revisión.
Grisel Maria Ortega Arias-Carbajal*; Georgina Michelena;Felipe Eng.
Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA). Vía Blanca No. 804 y Carretera Central. San Miguel del Padrón. Ciudad Habana. Cuba.

E- mail: grisel.ortega@icidca.edu.cu


INTRODUCCIÓN

Dentro de los Reguladores del Crecimiento Vegetal reportados en la literatura; 300 son de origen microbiano y el resto se obtiene por vía química o son producidos por las plantas (Pozo, 1997).


El ácido jasmónico (AJ) y sus derivados son los representantes de los reguladores del crecimiento vegetal exógenos denominados jasmonatos.
El ácido jasmónico ha sido considerado como un promotor de la senescencia de las hojas y un inhibidor de plantas superiores (Gross and Parthier (1994). Es un estimulador de la formación de tubérculos en papa y ñame (Koda, 1992) y permite incrementar los rendimientos agrícolas en fresa, soya y caña de azúcar (González, 2002; Michelena, 2001), así como la estimulación de la maduración de frutos en tomate y manzanas (Sembdner y Parthier, 1993).
Presenta una función reguladora clave en los mecanismos de respuesta de defensa de las plantas a la herida causada por el ataque de insectos y plagas, demostrándose que las plantas responden ante infecciones patógenas o al propio ataque de los insectos (Ziegler y col, 2001; Roetschi y col, 2001; Cipollini y Sipe, 2001; Kaur Gidda, y col, 2003; O Donoel, P, 2003).

Los jasmonatos participan además en la regulación de rutas metabólicas implicadas en respuestas ante el stress abiótico y biótico en las plantas ( Pozo, 1997).


En los últimos años se reportan efectos anticancerígenos para los jasmonatos. Se considera que constituyen un nuevo grupo de agentes anticancerígenos. Son efectivos sobre varios tipos de células cancerígenas humanas y selectivamente tóxicos para células transformadas.
El ácido jasmónico induce la muerte de células linfoblásticas de leucemia. Actúa además contra células cancerígenas en las mamas y en la próstata, específicamente el metil-jasmonato y el cis-jasmonato (Fingrut y col, 2002; Fingrut y Flescher, 2002). Además permiten la inhibición de la proliferación e inducción de la apoptosis en células cancerígenas humanas (Samaila y colaboradores, 2004).
Son promisorios candidatos para el tratamiento diferentes tipos de cáncer (Rotem y colaboradores, 2005) y manifiestan un potencial antiparasitario (Gold y col, 2003).
En el presente trabajo se lleva a cabo un estudio bibliográfico sobre las generalidades de una familia de Hormonas de Crecimiento Vegetal, denominados Jasmonatos y sus aplicaciones en la agricultura y en el campo de la medicina, analizándose dentro de éste último su efecto sobre células cancerígenas.
Jasmonatos. Generalidades
Dentro del grupo de reguladores del crecimiento de las plantas denominados jasmonatos, los compuestos más representativos son el ácido (-)-jasmónico y el ácido (+)-7-iso-jasmónico, encontrándose ampliamente distribuidos en las plantas (Salisbury y Ross, 1992). En la figura 1 se presentan la formas isoméricas del Ácido jasmónico.


Figura 1 : Formas isoméricas del ácido jasmónico
Estos compuestos son producidos por las plantas. Se han encontrado en 150 familias y 206 especies de plantas, incluyendo hongos, musgos y helechos, (Salisbury y Ross, 1992).
También se ha demostrado que estos compuestos inhiben el crecimiento de ciertas partes de las plantas (Dathe y col., 1981; Sembdner y Gross, 1986; Koda, 1992; Hamber y Gardner, 1992) y promueven la senescencia de las hojas (Ueda y Kato, 1980; Porat y col., 1993). Se ha observado además que el AJ provoca efectos fisiológicos sobre las plantas similares a los del ácido abscísico (ABA) (Yamane y col., 1981 ; Ueda y col., 1994).

El éster metílico del AJ (AJ-Met) fue aislado por primera vez como un constituyente odorífero de los aceites escenciales de las flores de Jasminum grandiflorum L (Demole y col., 1962) y Rosmarinus officialis L (Crabalona, 1967), por lo cual, este compuesto es reconocido como un importante ingrediente en la industria de perfumes y aromas (Koda, 1992; Hamberg y Gardner, 1992) y unos años más tarde se obtuvo el ácido en su forma libre, en filtrados del hongo Lasiodiplodia theobromae (Aldridge y col., 1971 ).



El jasmonato de metilo (MeJA) constituye el 2-3% del aceite del jazmín. También es un ingrediente del té negro.
En la molécula de jasmonato de metilo se presentan dos átomos de carbonos quirales y cuatro isómeros potenciales. El metilo (+)-epijasmonate, (el 3-oxo-2-(2-(Z)-pentenil) ciclopentane-1-acetato del 3R,7S)-(+)-metilo, es el que presenta el olor más fuerte entre los isómeros.
A partir de la década de los 80's el AJ y su éster metílico atrajeron la atención de los fisiólogos vegetales al detectarse la presencia de estos compuestos en diferentes partes de las plantas y ser identificados como promotores de la senescencia e inhibidores del crecimiento de algunas plantas (Sembdner y Gross, 1986).


Estructura química y propiedades
La estructura química de los jasmonatos está caracterizada por la presencia de un anillo ciclopentano variablemente substituido en las posiciones C-3, C-6 y C-7 (Figura 1).
Debido a la presencia de dos carbonos ópticamente activos en las posiciones C-3 y C-7 ha sido posible conocer sus diastereisómeros y sus formas enantiómeras
Los isómeros 3S, 7R y 3R, 7S tienen conformación cis con respecto a la cadena lateral según el pIano del anillo ciclopentano, mientras que el 3S, 7S y el 3R, 7R tiene conformación trans.
Los isómeros cis se isomerizan fácilmente a la forma trans, preferiblemente a través de un intermediario enol (Koda, 1992). Este tipo de reacción se estimula bajo condiciones ácidas o básicas y altas a temperaturas (Vick y col, 1979).
Los jasmonatos con mayor actividad biológica son el ( + )- 7 –iso AJ y su metil éster (Herman y col, 1987), aunque estos son también rápidamente isomerizados (Miersch y col., 1986).
Los enlaces más importantes que rigen su alta actividad se encuentran en el enlace C-3 y C- 7 del anillo del ciclopentano, y además en el grupo cetónico e hidróxido en el carbono C-6.
Algunos conjugados de aminoácidos son activos como los jasmonatos no conjugados (Herman y col, 1987).
La fórmula empírica y nombre químico del AJ son: C12H18O3 y ácido cis-2-pent-2'-enil -3-oxo- ciclopentenilacético, respectivamente.
Es un aceite amarillo viscoso, soluble en cloroformo, acetato de etilo, acetona y éter; y poco soluble en agua, su punto de ebullición es de 125 oC / 0.001 mm Hg (Ueda y col, 1994).
El metil jasmonato presenta dos átomos de carbonos quiral . Existen cuatro isomeros potenciales. El metilo (+)-epijasmonate, (el 3-oxo-2-(2-(Z)-pentenil) ciclopentano-1-acetato del 3R,7S)-(+)-metilo, es el que presenta el olor más fuerte entre los isómeros.
En la Figura 2 y 3 se muestran las estructuras y características de los derivados de jasmonatos:

Figura 2: Estructuras de derivados de jasmonatos


Figura 3: Características de los Jasmonatos

Biosíntesis de los jasmonatos.

Los jasmonatos se encuentran distribuídos ampliamente en las plantas y la biosíntesis comienza con el ácido linolenico y ocurre a través de varias fases que involucran lipoxidación, ciclisación y –una oxidación (Figura 4)




Figura 4: Biosíntesis de jasmonatos
Producción del ácido jasmónico
Se han utilizado dos vías para la producción de jasmonatos: la síntesis química y la microbiológica.
Síntesis química:

Kitahara y col ( 1987) reportaron una vía de síntesis para la obtención de ( ± )-metiljasmonato y el (±)-metilcurcubato, a partir del 2-alilciclohexano-1,3-diona y mediante un proceso de hidroboración-oxidación del anillo, seguidos de 7 y 8 pasos de reacción para el primero y segundo, respectivamente. Así como también analizaron la posibilidad de incrementar el rendimiento total para la síntesis del metilepijasmonato hasta en un 20 %, luego de 12 pasos de reacción, debido a que lograron una mayor estereoselectividad de la reacción de hidroboración-oxidación a partir de la 3-hidroximetilciclopentanona y contar con métodos adecuados de síntesis de los productos de partida. Mediante este procedimiento se garantiza la producción de otros derivados del AJ.

Síntesis microbiológica:

El primer reporte sobre la síntesis por vía microbiana se debió a Broadbent y col ( 1968). Prepararon AJ a partir del crecimiento de (Botryodiplodia theobromae), en un medio conteniendo glucosa, glicerol o una mezcla de éstos como fuentes de carbono, un nitrato de metal alcalino o una sal de amonio, licor de maíz, peptona, extracto de levadura o una mezcla de ellos. El AJ se aisló filtrando la biomasa y el sobrenadante acidificado y realizando una posterior extracción con solventes orgánicos a partir del sobrenadante. Aldridge y col. (1971) reportaron la producción de 500 mg/L de AJ por Lasiodiplodia theobromae en cultivo superficial al cabo de 13 días con 1 L de medio Czapek, y observaron además que los sobrenadantes de estos cultivos inhibían el crecimiento de las plantas superiores, demostrándose que el componente activo era el AJasmónico


De fuentes naturales se aislaron cepas de B. theobromae y fue encontrada una cepa con buena capacidad para producir AJ. La cepa seleccionada se desarrolló en cultivo líquido en un medio a base de sacarosa, harina de soya, licor de maíz y solución de sales, durante 7 días a 30 o C. En estas condiciones la cepa produjo 800 mg/L de AJ ( Miersch y col.,1987)
A partir de Gibberella fujikuroi se aisló el conjugado isoleucínico del AJ, pero no el ácido libre (Cross y Webster 1970). Sin embargo, estudios posteriores realizados en mutantes de G. fujikuroi productoras de ácido giberélico (AG3), demostraron la presencia también del ácido libre en los sobrenadantes de los cultivos en proporciones muy bajas en comparación con las obtenidas con B. theobromae ( Miersch y col. 1992).
Se han reportado estudios con 46 especies de hongos, pertenecientes a 23 géneros diferentes (Agrocybe, Aspergillus, Collybia, Coprinus, Cunninghamel/a, Daedalea, Fomes, Fusarium, Marsmius, Mucor, Mycena, Paecilomyces, Phellinus, Penicillium, Rhizoctonia, Stropharia, Trametes, Trichoderma ) crecidos en condiciones semejantes a B. theobromae, mostrando que los géneros Collibya, Coprinus. y Mycena son los más destacados para la producción de AJ (Callibya confluens produjo 210 mg / Litros, mientras que Coprinus alkalinus 25 mg/L y Mycena tintinabulum 5 mg/L de AJ) ( Miersch y col, 1993).

Extracción , purificación de jasmonatos y derivados.
Los jasmonatos al igual que el resto de las hormonas vegetales se encuentran en bajas concentraciones en los tejidos de las plantas. Mediante la extracción con solventes pueden ser separados del material vegetal para su posterior identificación.

Aunque la estabilidad de los jasmonatos frente a la luz no está totalmente aclarada, debe evitarse la exposición directa a esta durante el procedimiento de extracción (Koda, 1992).


Para la extracción de ácido jasmónico a partir de un material vegetal, éste debe ser homogenizado inmediatamente, para prevenir cambios enzimáticos de los compuestos de interés. Para la homogenización pueden usarse varios solventes miscibles en agua como etanol, metanol y acetona. Después de la evaporación del solvente, a vacío y baja temperatura, la solución acuosa se fracciona con un solvente orgánico según el coeficiente de distribución de los compuestos entre la fase orgánica y acuosa. Las formas libres de los jasmonatos se extraen fácilmente con solventes porque son apolares (Ueda y col.,1994 ). Como la forma acídica de los jasmonatos es un ácido alquilciclopentanona de cadena corta y de pK 4-5, la solución acuosa se ajusta a pH 2-3 con HCL y se procede al fraccionamiento con acetato de etilo o cloroformo.

Al recuperar ácido tuberónico y AJ en soluciones buffer a pH 7.0 después de tres extracciones sucesivas con acetato de etilo, se obtuvo un recobrado de 50.9 y 87.5 % respectivamente, mientras que a pH 3.0 los valores respectivos fueron de 97.5 y 100 %. Estas observaciones indican que el fraccionamiento debía llevarse a cabo en condiciones acídicas porque se logra mayor eficiencia en la extracción.

La fracción de acetato de etilo se divide en acídica y neutra por extracción con buffer básico, usualmente bicarbonato de sodio al 5%. Las fracciones se deshidratan con sulfato de sodio anhidro y se llevan a sequedad mediante rotoevaporación. En la fracción acídica aparecen los ácidos libres de los jasmonatos como el AJ, el cucúrbico y el tuberónico, mientras que sus ésteres metílicos se encuentran en la fracción neutra.

Por otra parte, los derivados del AJ solubles en agua como los glucósidos y glucosil-ésteres están presentes en la fracción acuosa luego de una primera extracción con acetato de etilo.


La purificación de jasmonatos puede Ilevarse a cabo también por métodos cromatográficos, empleándose columnas de carbón, silica- gel; silica- gel octadesil silil (ODS) e intercambio iónico. En el caso de la silica- gel se ha comprobado que estimula la epimerización del ácido tuberónico (Koda, 1992), lo cual resulta en una pérdida considerable de su actividad inductora de tuberización y por ello no es adecuado el uso de este soporte en métodos de purificación de ácido tuberónico y sus derivados.

La cromatografía en columna usando carbón granular, parece ser el método más apropiado para la purificación de los compuestos de la familia de los jasmonatos. Las muestras se secan por rotoevaporación y se disuelven en acetona al 10-20 % y son aplicados en la columna. La elusión se logra incrementando el contenido de acetona, así se reporta que el AJ eluye con 35- 65% de acetona (Yamane y col., 1981) y su éster lo hace con un porciento mayor, entre 70-80%. Este valor puede afectarse por varios factores, entre ellos, el tamaño de la columna, el volumen del eluente y la cantidad de muestra (Ueda y Kato, 1980)

En cromatografía de capa fina el soporte más comúnmente usado es silica -gel, aunque también se ha empleado alúmina (Dathe y col., 1981 ).

Estudios realizados para la separación y extracción de ácido jasmónico y sus derivados, en cultivos microbianos, han sido reportados por Ortega y col., 2003; Ortega y col, 2005).



Cuantificación de Jasmonatos

Para el análisis cuantitativo de los jasmonatos en extractos de plantas se han empleado métodos de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) y cromatografía gaseosa (GC) (Ueda y Kato, 1980).


Para caldos de cultivo de Botryodiplodia theobromae se reporta la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) utilizando una fase móvil compuesta de metanol: ácido acético al 0.1 % (60:40) a un flujo de 0.3 ml/min con una presión de 130 bar usando una columna Nucleosil C18 de 25 cm de longitud. La detección se fija a una longitud de onda de 210 nm. (Ortega y colaboradores, 2003).
La cuantificación de la concentración de ácido jasmónico por cromatografía gaseosa puede ser realizada, con una previa derivatización con diazometano “in situ’’ obtenido por medio de la reacción de la nitrosometilurea e hidróxido de potasio, aplicando un detector de ionización de llama (FID), columnas de vidrio de 3m x 3mm, empaquetadas con 3 % de OV-225 sobre CHROM-Q (mallas 100-120). Como gas portador se puede emplear argón (Ortega y colaboradores, 2002)

Aplicaciones de los jasmonatos en la Agricultura

La actividad biológica de los Reguladores del Crecimiento Vegetal está determinada por el efecto fisiológico que provocan en las plantas, ya sea inhibición o estimulación de alguna función.


Los jasmonatos producen una gama amplia de respuestas fisiológicas en las plantas, lo cual le confiere una gran versatilidad a este grupo y la posibilidad de utilizarlos para diversos fines en la agricultura.

La aplicación exógena de los jasmonatos ejerce varios efectos en las plantas, inhibiendo o promoviendo cambios morfológicos y fisiológicos, como son: la inducción de la síntesis de proteínas, la síntesis de sustancias de defensa, la estimulación de la formación de tubérculos, la inhibición del crecimiento y la estimulación de la senescencia.


Otros efectos estimulatorios se aprecian en la maduración de frutos y en la disrupción de microtúbulos, y efectos inhibitorios en el crecimiento longitudinal de las semillas, raíces, hongos micorrízicos y en la biosíntesis de carotenoides.
La inducción de la senescencia de las hojas por los jasmonatos en plantas se caracteriza por la degradación de la clorofila, acompañada de otros efectos tales como el incremento de la respiración celular, actividad proteasa y peroxidasa, reducción de la actividad fotosintética (Parthier, 1991; Koda, 1992) .

Se ha reportado que el AJ y AJ-Me son capaces de inducir la síntesis de algunas proteínas en las plantas. Estudios de Anderson y col. (1989) en hojas de soya señalan que la aplicación de AJasmónico incrementó la concentración de los péptidos de 30 kDa y 28 kDa, donde ambos péptidos fueron identificados como proteínas de almacenamiento vegetativo y el incremento observado resulta característico del AJ, pues la adición exógena de otras fitohormonas como el ABA, AG3, benciladenina no alteran la concentración de estas proteínas (Staswick y col., 1991).


Estudios llevados a cabo en los cuales se adicionaron 5x10-6 M de AJ-Me en plantas de soya permitieron observar el incremento de la concentración de las proteínas de almacenamiento vegetativo, especialmente en raíces maduras y en tejidos del tallo. También se observaron estos efectos en plantas de soya que presentaban heridas ( Mason y Mullet (1990).
En hojas de avena tratadas con AJ y AJ-Me en soluciones acuosas de 4.5 x10-5 M durante 4 días se observaron la formación de proteínas que no se presentaban al tratar las hojas de avena con agua destilada. A estos compuestos se les denominó proteínas inducidas por jasmonatos ( Weidhase y col., 1987).
Los jasmonatos también pueden jugar un papel directo de defensa de las plantas. Se ha demostrado que la aplicación de AJ en plantas de arroz inhibe la germinación de esporas de Pyricularia oryzae, hongo que provoca la enfermedad conocida como tizón del arroz (Hamberg y Gardner, 1992).
El ácido jasmónico juega una función reguladora clave en los mecanismos de respuesta de defensa de las plantas a la herida causada por el ataque de insectos y plagas, demostrándose que las plantas responden ante infecciones patógenas o al propio ataque de los insectos, por un incremento en los niveles de A. Jasmónico (Cipollini and Sipe, 2001; Ziegler y col, 2001; Roetschi y col, 2001;Kaur Gidda, y col, 2003; O Donoel, P, 2003; ).
En diferentes especies se ha descrito que la aplicación exógena de A. J. conllevó a un incremento de la resistencia de las plantas a ciertos hongos y bacterias patógenas.

La alteración de los genes en las plantas por ataques de patógenos o por heridas mecánicas provoca la síntesis de sustancias de defensa como el inhibidor de proteasa y la tripsina en zonas dañadas (Ciponilli and Bergelson, 2000).


Los jasmonatos participan en la regulación de rutas metabólicas implicadas en respuestas ante el stress abiótico y biótico en las plantas (Pozo, 1997) .
Se ha reportado que los jasmonatos inducen la formación de tubérculos en plantas de ñame, girasol tuberoso y papa (Koda, 1992; Koda y col. 1994)
El ácido jasmónico es efectivo para inducir tubérculos en papa, pero se necesita una mayor concentración al compararlo con el glucósido del ácido tuberónico. El AJ-Me se considera como un inductor de tubérculos. Estudios de la actividad inductora de tubérculos revelan que el AJ puede regular la diferenciación de tejidos ( Pelayo y Mingo,1991.)
La aplicación de AJ a meristemos de papa incrementa el número de brotes que se desarrolla y facilita la eliminación de virus, posiblemente por el desarrollo de los meristemos (Ravnikar y col, 1992).
La inhibición del crecimiento longitudinal en semillas monocotiledóneas y dicotiledóneas por jasmonatos es menos sensible que en el caso del ácido abscísico (ABA), pero presenta mayor eficiencia en la promoción de la senescencia ( Dathe y col., 1981)
En la biosíntesis del etileno se ha comprobado el efecto estimulante del AJ-Me y en la maduración de frutos como tomate y manzana (Sanz y col, 1993), dependiendo de las especies de plantas y la etapa de desarrollo (Saniewski y col; 1987 ).
En general el AJ es altamente activo en concentraciones del orden de 10 -6 a 10 -4 M, siendo también posible la inhibición de la formación de yemas florales y el crecimiento de hongos micorrízicos a una concentración de 10-7 M ( Gogola, 1991).
Estudios realizados demuestran la estimulación de la sintesis de β - carotenos y la degradación de clorofila por la aplicación de AJ-Me en fase vapor (8 ppm) en manzanas (Pérez y col, 1993).

Se ha comprobado que a una concentración de 10-4 M de AJ se produce un efecto inhibitorio en la germinación del polen en plantas de Camellia senensish (Sembdner y Gross, 1986) así como un efecto estimulante en la germinación de semillas de Acer tataricun (Berestetzky y col., 1991) y de Spirodela en concentraciones del orden de 10-6 y 10-7 M (Appenroth y col., 1991).


A concentraciones de AJ entre 10-8 y 10-7 M se estimula la división celular y la formación de callos en plantas de papa in vitro, mientras que a concentraciones 10-5 M o superiores a ésta, causa efectos contrarios y compactación en el tallo y raíces (Sembdner y Gross, 1986; Ravnikar y col., 1992).

Aplicaciones en la agricultura de un bioestimulador de ácido jasmónico (BIOJAS), de origen cubano.
Un caldo de cultivo microbiano, de ácido jasmónico (500 - 600 mg/L), obtenido en el Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar ha sido aplicado en la agricultura en diferentes cultivos.
En Fresa, variedad “Misionaria al comienzo de la época de floración, en dosis de 50g/ha, permite un incrementó de los rendimientos del número y masa de los frutos entre 15 y 20%. En el cultivo de papa, variedad Diament., dosis de 10 ppm de producto activo ha permitido efectos positivos en la tuberización con un incremento de los rendimientos, entre 30 y 35%.
En piña, variedad Cayena lisa de México, dosis de 60 mg/L empleadas, se han producido efectos acentuados en el control y reducción de modo significativo, al ataque de la Chinche harinosa que representa la plaga más dañina a este cultivo por constituir el agente propagador del virus WIII.
En el Cultivo de Habichuela “Escambray”, dosis de 9 ppm/L, se recomienda para el control de áfidos (pulgones), permitiendo la muerte de un 100% de pulgones,
En Tomate (variedad INCA), produce un incremento en el número de frutos y masa fresca por frutos y un efecto positivo en el estado sanitario de las plantas respecto al control y se recomiendan dosis de 60 mL por planta.
En caña de azúcar (embriones caña cv CP 5243) se recomienda añadir 1 ppm al medio de inducción y maduración, permitiendo un incremento de la germinación de embriones por el aumento del número de supervivencia de los mismos en 4.5 veces con respecto a un control y en vitroplántulas un 1ppm, (1mL por plántula) obteniéndose incrementos del 2% en el cierre de estomas y la inducción de aclimatación de la misma (Ortega G y col. 2003).
Aplicaciones de jasmonatos en medicina.

En los países en vías de desarrollo, la práctica de la medicina aún confía en la medicina verde, en extractos de diversas hierbas para el tratamiento de dolencias humanas.

En la actualidad algunas drogas quimioterapéuticas como el vinblastin, el metotrexato y el taxol han sido identificadas en diferentes plantas. Se han realizado diversos estudios sobre los efectos fotoquímicos de éstos compuestos como agentes para el tratamiento de cánceres humanos. Los mismos se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza y se consideran menos tóxicos que los agentes sintéticos.
Los jasmonatos como se ha mencionado con anterioridad, constituyen una familia de hormonas reguladoras del crecimiento de las plantas. El cis-jasmon (CJ), el jasmonato de metilo (JM) y el ácido jasmónico (AJ), en las plantas, permiten activar las respuestas celulares ante condiciones diversas, incluso la muerte celular y proteger a las plantas bajo un stress biótico y frente al ataque de insectos.

Los efectos de diferentes reguladores de plantas han sido estudiados sobre células animales. Los carotenoides, el licopeno, indoles, tiocianatos y otros exhiben propiedades de antioxidantes en células animales y los carotenoides y la vitamina E también sirven como nutrientes.

Otros compuestos como los polifenoles del té, indoles y monoterpenes, han mostrado actividad químico preventiva en varios cánceres humanos.

Diferentes estudios con hormonas reguladoras del crecimiento de las plantas, demostraron que existen hormonas que inducen la activación coordinada de una muerte celular y un mecanismo de defensa durante una respuesta anti-microbiana en las plantas. Dicha respuesta produce la formación de una zona de células muertas alrededor de un sitio infectado.


Se ha considerado que el salicilato de sodio induce el proceso de apoptosis en algunas líneas celulares, por ejemplo en mieloides de leucemia humana, así como que puede inhibir la proliferación de dichas líneas celulares de cáncer de mama.
Algunas fitohormonas presentan la habilidad de afectar células, adversamente transformadas, y esto ha sido demostrado mediante la investigación del potencial anticancerígeno de la familia de compuestos denominados jasmonatos, correspondiendo a una novedad científica.

El ácido jasmónico inducido produce la muerte en células linfoblásticas de leucemia así como elimina la proliferación celular en el melanoma, en mamas y en células de cáncer de próstata. El jasmonato de metilo y el cis jasmon también inducen la muerte en cada una de estas líneas celulares; sin embargo estas hormonas no afectan los linfocitos o eritrocitos normales en el hombre. El ácido jasmónico y el metil jasmonato provocan la muerte apoptótica.


Los jasmonatos también inducen la despolarización de la membrana mitocondrial,. Se ha considerado que los jasmonatos inducen la muerte celular mediante perturbación de la membrana mitocondrial, con la activación de la actividad 3- caspasa, la activación de la JNK, y un aumento en la actividad de AP-1.
Algunos estudios parten de la hipótesis que estas hormonas actúan como parte de un mecanismo de defensa en las plantas, coordinado por la introducción de un patógeno microbiano a un organismo. Las células muertas rodean el sitio de entrada al patógeno formando una barrera física. En este caso se esperaba la evidencia que las hormonas reguladoras producirían una respuesta similar en células de cáncer humanas y como resultados se demostró: que el salicilato de sodio, ácido jasmónico y salicilato de metilo reducen la proliferación o apoptosis inducida en células humanas de cáncer; en células de leucemia, sin provocar daños en las células humanas no afectadas; así como se demostró que los jasmonatos en cultivo in vitro y en animales modelos fueron eficaces para combatir el cáncer, por lo que estos resultados pueden ser considerados como básicos para la lucha contra el cáncer.
En experimentos con ratones que presentan linfoma EL-4 y que fueron tratados con metil jasmonatos, se demostró que éstos animales presentan sobrevivencia significativa para (p=0.00953) en un período de tiempo mayor que los ratones que no fueron tratados.

De éstos estudios se infiere que los jasmonatos pueden ser considerados como un nuevo grupo de agentes anticancerígenos y que son eficaces contra varios tipos de células de cáncer humano y presentan toxicidad selectiva sobre células transformadas (Fingrut O, Rotem R. y Flescher E. 2002).


El salicilato de sodio que es otra hormona considerada como reguladora de las plantas puede suprimir la proliferación o apoptosis causada en células de cáncer de mama. Estas hormonas son activadoras de respuestas celulares, incluso de la muerte celular en diversas situaciones de stress en las plantas. El salicilato de sodio elimina la proliferación de leucemia linfoblástica, de la próstata, de la mama y de células de melanoma. El ácido jasmónico y el jasmonato de metilo se consideran inductores de la muerte de estas células, eliminan la proliferación celular y presentan un fuerte efecto sobre células de leucemia.
Estas investigaciones se apoyan en la existencia de una correlación entre las hormonas reguladoras y la eliminación del cáncer. Por lo cual se considera que las hormonas: salicilato de sodio, jasmonato de metilo y ácido jasmónico se presentan potencialmente como una nueva clase de drogas anticancerígenas ( Fingrut O y Flescher E, 2002).

Ha sido considerado por algunos autores que la permeabilización de la membrana mitocondrial es un evento crítico en el proceso que lleva a la apoptosis fisiológica o a la quimioterapia-inducida (programación de la muerte celular). Este evento de permeabilización está bajo el mando del poro de transición del complejo (PTPC) de permeabilidad. Las oncoproteinas de la familia de Bcl-2 y las proteínas de eliminación de tumores de la familia Bax actúan recíprocamente con el inhibir PTPC o facilitan la permeabilización de la membrana, respectivamente. Un número creciente de agentes anticancerígenos y narcóticos (lonidamina, arsenito, ácido betulinico, CD437 y otros); actúan directamente en las membranas mitociondriales y/o en el PTPC. Tales agentes pueden inducir la apoptosis en circunstancias en que las drogas convencionales no actúan porque se rompen sendas de inducción de apoptosis endógenas (Costantini, P; Jacotot E., Decaudin, D, Kroemer , 2000).

Muchas drogas quimioterapias inducen la transición de la permeabilidad de la membrana mitocondrial, la despolarización, la hinchazón osmótica así como la descarga de citocromo c, involucrando la apertura del poro en un complejo permeable de transición (PCT), ya que los jasmonatos actúan citotóxicamente independientemente de la transcripción, traducción y expresión genética del P 53. Por lo cual estos compuestos pueden actuar directamente en la mitocondria.
Los jasmonatos provocan la inducción de la despolarización de la membrana mitocondrial. Actúan directamente sobre la mitocondria y son prometedores para el tratamiento de líneas celulares de cáncer leucemia y de otros tipos de cáncer (Ronit Rotem y colaboradores 2005).

Del análisis de experimentos del efecto de los jasmonatos en la proliferación de adenocarcinomas en próstata humana, en líneas celulares (PC-3, HTB-81) y en (HFL-1) de fibroblasto mediante ensayos de la actividad deshidrogenasa mitocondrial (MTT) y de formación de colonias (CFA), se infiere una inhibición de la proliferación de células cancerígenas e inhibición de la proliferación del cáncer de próstata (Samaila y colaboradores, 2004.).

En estos estudios se considera que estas fitohormonas pueden actuar sobre las células de cáncer humano, eliminando la proliferación e inducción del proceso de apoptosis en estas células.

En la Figura 4 se muestran los efectos comparativos de los jasmonates sobre las líneas celulares del adenocarcinoma humano en un tratamiento por 72 horas (células PC-3 ).

A concentraciones mayores a 2.0 mM, el Metil-Jasmonato produjo significativamente la inhibición de la proliferación de las células PC-3, superando el efecto del Cis-Jasmon (p <0.05) y del Ácido Jasmónico (p <0.005).

El Metil-Jasmonato (p <0.005) también inhibió significativamente la proliferación de las células HTB-81 del cáncer de próstata con un efecto superior al del CJ y al Ácido jasmónico


En la Figuras 5 y 6 se muestra la imagen al microscopio de células cancerígenas y la imagen de un tumor celular respectivamente.



Figura 4: Efectos de los jasmonatos en un tratamiento por 72 horas de células cancerígenas

Figura 5: Imagen al microscopio de células cancerígenas



Figura 6: Imagen de un tumor celular.


Por otra parte ensayos de citotoxicidad demuestran que los jasmonatos presentan la propiedad de inhibir la proliferación de células cancerígenas. La eficacia relativa como medida de la concentración del agente inhibidor, resultó un 50 % (IC 50) para el metil- jasmonato, siendo en este caso mayor que para el cis jasmon y para el ácido jasmónico (Ezekwudo D. E. y Elegbede .A ,2004).
En algunos reportes se señala que los jasmonatos se consideran eficaces inductores del proceso de control de la diferenciación de las células mielogenosas agudas de leucemia. En estos estudios se examinó el efecto de la inhibición del crecimiento y la inducción de la diferenciación por los jasmonatos en células (mieloides) de leucemia. Se cultivaron varias células de mieloides en presencia de compuestos derivados de jasmonatos. Se determinó la diferenciación celular mediante la reducción de la actividad con nitroso-azul tetrazolium, los cambios morfológicos, la actividad esterasa alfa-naftil y mediante la expresión de los antígenos de superficie asociados a la diferenciación.
El metil- jasmonato permitió la inducción de la diferenciación de las células HL-60 (monolíticas y granolocíticas) y activó la proteína mitógeno quinasa (MAPK) en estas células antes de provocar la diferenciación mielomonocítica.
El metil –jasmonato también permitió la inducción de otras líneas celulares de leucemia humana. La introducción de un doble enlace en la posición 4,5 de la molécula de metil- jasmonato, incrementó en gran medida la actividad de la diferenciación inducida. Dicho compuesto es considerado como un nuevo agente terapéutico particularmente prometedor para el tratamiento de leucemia (Ishii Y, Kiyota H y colaboradores ,2004)
Un método prometedor para la producción de Paclitaxel (taxol) involucra la adición de jasmonato de metilo en cultivos celulares, lo cual incrementa notablemente la cantidad de paclitaxel producido. El Paclitaxel (taxol) es la droga anticancerígena más importante en existencia.

Su producción presenta gran dificultad para satisfacer la demanda internacional, desde que se usa para tratar el cáncer del pecho y el cáncer ovárico en particular (Simon Cotton Uppingham School, Rutland, UK, 2006).


Un estudio del efecto de los jasmonatos específicamente sobre parásitos concomitantes de la sangre humana, falciparum de Plasmodium, parásito unicelular, y mansoni de Schistosoma, parásito helmintito multicelular, in vitro demostró efectividad citotóxica en ambos parásitos, siendo más acentuada en falciparum de P. Los jasmonatos no provocaron daños sobre el control de eritrocitos humanos a la concentración empleada en los experimentos realizados. Este estudio es considerado como el primero que demuestra el potencial antiparasitario de los derivados de ácido jasmónico (Gold D y col., 2003).

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