Reproducción a partir de esporas de Gigartina skottsbergii y Sarcothalia crispata (Rhodophyta) de la Patagonia argentina y aplicación farmacéutica de sus carragenanos - Hughes, Melanie Hebe (2019)
Las macroalgas han sido utilizadas como alimento desde tiempos ancestrales y actualmente también son usadas con diversas aplicaciones en distintas industrias. Las algas rojas Gigartinales constituyen un recurso económico de gran valor debido a su contenido de carragenanos. Éstos son polisacáridos sulfatados presentes en la pared celular, ampliamente utilizados como gelificantes, estabilizantes y espesantes en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica. En Argentina, Gigartina skottsbergii ha sido explotada para la obtención de carragenanos desde la década del 70 y Sarcothalia crispata ha sido señalada como materia prima potencial con este fin. Estas especies pertenecen a la familia Gigartinaceae, cuyos miembros se caracterizan por tener gametofitos que producen carragenanos gelificantes del tipo Kappa/Iota-, y tetrasporofitos productores de carragenanos espesantes o viscosantes del tipo Lambda-. En base a estos antecedentes, el objetivo general de esta tesis fue el estudio de las macroalgas carragenófitas Gigartina skottsbergii y Sarcothalia crispata del Mar Argentino, incluyendo aspectos morfológicos y reproductivos relevantes con el fin de obtener información que sirva de base para el desarrollo de futuros esporocultivos comerciales y para el manejo de praderas naturales. Este estudio también estuvo orientado a la búsqueda de aplicaciones novedosas de los carragenanos extraídos de estas especies. Para llevar a cabo los objetivos mencionados, se realizaron ensayos a escala de laboratorio para determinar la disponibilidad de carpósporas y tetrásporas de G. skottsbergii y S. crispata coleccionadas en Cabo Raso (Chubut, Argentina), así como la optimización de las condiciones para su liberación a partir de frondes fértiles. Se iniciaron esporocultivos in vitro para estudiar la germinación de las esporas y evaluar sustratos potenciales para el asentamiento y desarrollo de las plántulas. Además, se realizó la extracción y caracterización de los carragenanos de las generaciones gametofíticas de ambas especies y se llevó a cabo la formación de complejos interpolielectrolito (IPECs) con los mismos y el copolímero Eudragit E. Estos IPECs fueron evaluados para la liberación controlada de ingredientes farmacéuticos activos utilizando ibuprofeno como fármaco modelo. La disponibilidad estacional de esporas de G. skottsbergii resultó limitada, obteniéndose cantidades considerables de carpósporas y tetrásporas únicamente en los meses de invierno y primavera. La aplicación de diferentes métodos de inducción de la liberación de esporas (desecación y shock osmótico) no resultó en una mayor obtención de esporas, registrándose valores similares a los obtenidos con la liberación espontánea. Por otro lado, la incubación de las frondes cistocárpicas y tetraspóricas bajo distintas temperaturas no mostró un efecto en la liberación de carpósporas y tetrásporas respectivamente, mientras que el aumento de horas de luz tuvo un efecto positivo en la liberación de tetrásporas, aunque esto no se observó en la liberación de carpósporas. Los esporocultivos iniciados en laboratorio, tanto con carpósporas como con tetrásporas de esta especie, mostraron bajas tasas de supervivencia de plántulas en todos los sustratos evaluados (vidrio, conchillas y piedras). En S. crispata, la aplicación de métodos de inducción (desecación, shock osmótico, baja temperatura) tampoco tuvo efecto en la liberación de carpósporas o tetrásporas. Por ello, para ambas especies, la liberación espontánea de esporas sería un método adecuado para la obtención tanto de carpósporas como de tetrásporas, por ser menos laboriosa y costosa que los demás métodos evaluados. En S. crispata, la liberación de esporas por área de fronde resultó mayor en talos tetraspóricos que en talos cistocárpicos, aspecto relevante a la hora de iniciar cultivos selectivos para la obtención de materia prima específica para la extracción de un tipo determinado de carragenano. Las plántulas tetraspóricas y gametofíticas desarrollaron sobre los cuatro sustratos evaluados (vidrio, sogas, conchillas y piedras), registrándose las mayores densidades, al igual que un adecuado crecimiento, sobre conchillas y piedras a los tres meses de cultivo. Estos sustratos, al ser obtenidos del ambiente natural, no implicarían un riesgo para su inserción en el ecosistema marino. Las sogas no presentaron altas densidades ni buen crecimiento de plántulas. La caracterización de los carragenanos de las generaciones gametofíticas de ambas especies dio como resultado un producto mayormente Kappa, aunque con cantidades menores pero considerables de estructuras Iota y Nu. Los IPECs formados entre estos carragenanos y el copolímero Eudragit E se utilizaron para la elaboración de comprimidos conteniendo ibuprofeno. Los IPECs mostraron características particulares en su composición química y a nivel ultraestructural en cada una de las especies, lo cual se vio reflejado en una liberación más lenta de ibuprofeno en el IPEC formado por el carragenano de S. crispata. El trabajo realizado aporta información valiosa para el manejo de praderas de Gigartina skottsbergii. De acuerdo a los resultados obtenidos, la posibilidad de implementar esporocultivos piloto de Sarcothalia crispata se presenta con mayor factibilidad que en el caso de G. skottsbergii. La liberación controlada de ingredientes farmacéuticos activos constituye una aplicación novedosa de los carragenanos de estas dos especies nativas de la Patagonia argentina.