Centro de Investigación en Biotecnología (CEIB)

Laboratorio de Botánica Estructural

Área de Estudio

  • Se estudian compuestos naturales obtenidos a partir de plantas medicinales con actividades anticancerígenas, ansiolíticas, hipotensoras y antibióticas. Estas investigaciones tienen aplicación en el tratamiento del cáncer, ansiedad y presión arterial alta.

Ámbito de trabajo

Las plantas usadas en la medicina tradicional han sido una fuente importante de nuevos productos para la industria farmacéutica, ya que este conocimiento ha sido utilizado para realizar búsquedas dirigidas en especies de plantas con potencial aplicación industrial. Las plantas medicinales han sido la fuente más importante de drogas terapéuticas para la mayoría de la población mundial. México es uno de los países más ricos del mundo desde el punto de vista de la biodiversidad vegetal y, actualmente, cuenta con el registro de 6000 especies vegetales de uso medicinal. Por consiguiente, el desarrollo de herramientas biotecnológicas es de gran importancia para seleccionar, multiplicar y conservar los genotipos críticos de las plantas medicinales. En nuestro laboratorio se abordan estudios de plantas medicinales, las cuales poseen diferentes actividades biológicas como: anticancerígenas, ansiolíticas, hipotensoras y antibióticas. Una vez seleccionada la especie vegetal, el siguiente paso consiste en investigar la actividad biológica atribuida mediante bioensayos, así como la identificación y cuantificación de los metabolitos secundarios de interés.

En caso de que estas moléculas sean desconocidas, es necesario elucidar su estructura química, lo cual es realizado en colaboración con otros grupos de investigación. Cuando la actividad biológica atribuida ha sido demostrada, uno de nuestros principales objetivos es realizar estudios de morfogénesis y diferenciación celular para correlacionar estos procesos con la biosíntesis de compuestos bioactivos. Por otro lado, la micropropagación in vitro de plantas es un método eficiente para cultivar plantas libres de enfermedades, genéticamente uniformes y en cantidades masivas que pueden ser utilizadas para la producción de medicinas de alta calidad. Sin embargo, los fitofármacos normalmente son producidos en las plantas en bajas cantidades. Por esta razón, uno de nuestros grandes retos consiste en incrementar la producción de metabolitos secundarios, mediante la aplicación de ingeniería metabólica en plantas y bacterias para la modificación racional del metabolismo central y vías de síntesis del compuesto de interés. Para llevar a cabo estas investigaciones, se hace uso de diferentes biotecnologías, tales como cultivos de tejidos vegetales, modificaciones genéticas mediante tecnología de DNA recombinante, análisis transcripcionales, químicos y farmacológicos.

Líneas de generación del conocimiento

  • Estudios integral de plantas medicinales: Aspectos biológicos, químicos y biotecnológicos
  • Actividad biológica de compuestos naturales y antropogénicos

Integrantes del laboratorio



Dra. Patricia Castillo España

Profesor-Investigador


Dra. Irene Perea Arango

Profesor- Investigador responsable

Dr. Jesús Arellano García

Profesor-Investigador

Estudiante de:

Amanda Ortiz Sánchez

Doctorado en Biotecnología

María Carmen García Mendez

Doctorado en Biotecnología

Jorge Mundo Ariza

Doctorado en Biotecnología

Norma E. Moreno Hernández

Doctorado en Biotecnología

Víctor Manuel Vergara Martínez

Maestría en Biotecnología

Pilar Elena Nuñez Ortega

Maestría en Biotecnología

Yolotl Moreno Hernádez

Maestría en Biotecnología


Proyectos

  • Producción Biotecnológica de Compuestos de Interés Farmacológico a partir de Raíces Adventicias y Raíces Pilosas Cultivadas in vitro de Acourtia hebeclada DC.
  • Producción de Biomoléculas de Interés Farmacológico a partir de Cultivos Celulares, Plantas Regeneradas y Silvestres de Waltheria americana Linn. Financiado por Promep. 2011-2012
  • Búsqueda y caracterización de proteínas con actividad antimicrobiana de diversas fuentes naturales. Financiado por Promep (cuerpo académico Bioquímica-Ambiental). 2011-2012
  • Análisis de transcriptomas en cepas de E. coli que sobreexpresan la actividad ATPasa. Responsable del proyecto: Dr. José Luis Báez-Viveros. Financiado por CONACyT, Convocatoria de Investigación Científica Básica 2007 (clave 84788).
  • Desarrollo de cepas bacterianas sobreproductoras de ácidos orgánicos y etanol. CONACyT, Convocatoria de Investigación Científica Básica 2007 (clave 84788).
  • Transformación genética de Valeriana edulis subsp. procera para el mejoramiento de la producción de valepotriatos (UAEM, Proyectos de consolidación de la mejora de la calidad del personal académico de nivel superior 2007.
  • Desarrollo de un proceso biotecnológico para la producción del precursor shikimato y de un proceso químico para su transformación en el antiviral oseltamivir. Responsable del proyecto: Dr. Francisco Bolívar Zapata (Instituto de Biotecnología, UNAM). Financiamiento CONACYT (clave 44126).
  • Establecimiento de cultivos de callos de orquídeas para la producción de compuestos antihipertensivos.
  • Ingeniería Metabólica de bacterias y plantas medicinales
  • El mejoramiento de la producción de compuestos terapéuticos.

Publicaciones

  • Rosaura Aparicio-Fabre, Gabriel Guillén, Montserrat Loredo, Jesús Arellano, Oswaldo Valdés-López, Mario Ramírez, Dario Panzeri, Bianca Castiglioni, Paola Cremonesi, Francesco Strozzi, Alessandra Stella, Lourdes Girard, Francesca Sparvoli and Georgina Hernández. Common bean (Phaseolus vulgaris) PvTIFY orchestrates global changes in transcript profile response to jasmonate and phosphorus deficiency. BMC Plant Biology 2013, 13:26
  • Vergara-Galicia, J., Castillo-España, P., Villalobos-Molina, R., & Estrada-Soto, S. Vasorelaxant effect of Laelia speciosa and Laelia anceps: Two orchids as potential sources for the isolation of bioactive molecules. Journal of Applied Pharmaceutical Science, 2013; 3(7).
  • Padilla, G., Pérez, J. A., Perea-Arango, I., Moon, P. A., Gómez-Lim, M. A., Borges, A. A., ... & Litz, R. E. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of'Brewster'('Chen Tze') litchi (Litchi chinensis Sonn.) with the PISTILLATA cDNA in antisense. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 2013; 1-10.
  • Samuel Estrada-Soto, Gabriel Navarrete-Vázquez, Ismael Léon-Rivera, María Yolanda Rios, Berenice Aguilar-Guadarrama, Patricia Castillo-España, Rolffy Ortiz-Andrade,
    Francisco Aguirre-Crespo. Antihypertensive effect of Lepechinia caulescens extract on spontaneously hypertensive rats.Phytopharmacology 2012, 2(1) 170-178.
  • León-Rivera I, Herrera-Ruiz M, Estrada-Soto S, Gutiérrez Mdel C, Martínez-Duncker I, Navarrete-Vázquez G, Rios MY, Aguilar B, Castillo-España P, Aguirre-Moreno A. Sedative, vasorelaxant, and cytotoxic effects of convolvulin from Ipomoea tyrianthina. J Ethnopharmacol. 2011 May 17;135(2):434-9.
  • Juan Carlos Sánchez-Salgado, Patricia Castillo-España, Maximiliano Ibarra-Barajas, Rafael Villalobos –Molina, Samuel Estrada-Soto. Cochlospermun vitifolium induces vasorelaxant and antihypertensive effects mainly by activation of NO/cGMP signaling pathway. Journal of Ethnopharmacology 130 (2010) 477-484
  • Samuel Estrada-Soto, Dalia González-Maldonado, Patricia Castillo-España, Francisco Aguirre Restrepo, Juan Carlos Sánchez-Salgado. Spasmolytic effect of Mentha pulegium L. involves ionic flux regulation in rat ileum strips. J. Smooth Muscle Res. (2010) 46 (2): 107-117
  • Hernández-Abreu O., Castillo-España P., León-Rivera I., Ibarra-Barajas M., Villalobos-Molina R., González-Christen J., Vergara-Galicia J., Estrada-Soto S. Antihypertensive and vasorelaxant effects of tilianin isolated from Agastache mexicana are mediated by NO/cGMP pathway and potassium channel opening. Biochemical Pharmacology. Journal of Enthnopharmacology 130 (2010): 477-484
  • Balderas-Hernández VE, Sabido A, Silva P, Cabrera-Valladares N, Hernández-Chávez G, Báez-Viveros JL, Martínez A, Bolívar F. and Gosset G. 2009. Metabolic engineering for improving anthranilate synthesis from glucose in Escherichia coli. Microbial Cell Factories, 8:19.
    Estrada-Soto S., Arteaga-González V., Castillo-España P., Molina-Salinas GM., Said-Fernández S., Navarrete-Vázquez G. (2009).
  • Antimycobacterial activity of extracts from plants used in Mexico for the treatment of infectious diseases. Pharmacognosy Magazine, Vol 4 (18): 106-110.
  • Castillo-España P., Cisneros-Estrada A., Garduño-Ramírez ML., Hernández-Abreu O., Ramírez R., Estrada- Soto S. (2009). Preliminary Ethnopharmacological survey of plants used in Mexico for the treatment of hypertension. Pharmacognosy Reviews. Vol. 3(5): 1-14.
  • Vergara-Galicia J., Ortíz-Andrade R., Castillo-España P., Ibarra-Barajas M., Gallardo-Ortíz I., Villalobos-Molina R., Estrada-Soto S.2008. Antihypertensive and vasorelaxant activities of Laelia autumnalis are through calcium channel blockade and enhanced cGMP concentration. Vascular Pharmacology, 49: 26-31.
  • Arellano J., Fuentes SI, Castillo-España P., Hernandez G. 2008. Regeneration of different cultivars of common bean (Phaseolus vulgaris L.) via indirect organogenesis. Plant Cell, Tissue and Organ culture. DOI 10.1007/S1240-008-9454-1.
  • Flores N, Escalante A, De anda R, Báez-Viveros JL, Merino E, Gosset G, Bolívar F. 2008. New insights on the role of the sigma factor RpoS as revealed in Escherichia coli strains lacking the phosphoenolpyruvate:carbohydrate phosphotransferase system. J. Mol. Microbiol. Biotechnol, 14(4):176-92.
  • Álvarez L., Castillo-España P., Tortoriello J., Herrera-Arellano A. 2007. Valeriana edulis subsp. procera. An Endangered Mexican Medicinal Plant. Massive Regeneration and its Pharmacological Relevance. Current Topics in Phytochemistry, 8: 85-96.
  • Estrada-Soto S., Rodríguez-Avilés A., Castañeda-Ávila C., Castillo-España P., Navarrete-Vázquez G., Hernández L., Aguirre-Crespo F. 2007. Spasmolytic action of Lepechinia caulescens is through calcium channel blockade and NO release. Journal of Ethnopharmacology, 114 (3): 364-370.
  • Ortiz-Andrade R.R., García-Jiménez S., Castillo-España P., Ramírez-Ávila G., Villalobos-Molina R., Estrada-Soto S. 2007 Glucosidase inhibitory activity of the methanolic extract from Tournefortia hartwegiana: An anti-hyperglycemic agent Journal of Ethnopharmacology, 109 (1): 48-53.
  • Monroy-Ortiz C.,Castillo-España P. Plantas medicinales utilizadas en el Estado de Morelos. 2a. Edición. 2007 CONABIO. ISBN: 968 878 277 7.
  • Báez-Viveros JL, Flores N, Juárez K., Castillo-España P, Bolívar F., Gosset G. 2007. Metabolic Transcription Analysis of Escherichia coli Strains that Overproduce L-Phenylalanine. Microbial Cell Factories, 6:30.
    Patente. Osuna J, Báez-Viveros JL, Soberón X, Bolívar F & Gosset G. 2005. Feed back resistant and efficient catalytic versions of chorismate mutase-prephenate dehydratase and its applicability in the microbial phenylalanine production (Versiones insensibles a inhibición alostérica y catalíticamente eficientes de la enzima corismato mutasa-prefenato deshidratasa y su aplicación para la producción de L-fenilalanina en microorganismos). UNAM, México. Patente solicitada. (Número de expediente PA/a/2005/007099).

Colaboraciones

  • Dr. Martín Mata Rosas, Instituto de Ecología A.C. Xalapa, Ver.
  • Dra Judith Márquez Guzmán, Fac. de Ciencias, UNAM. D.F.
  • Dra. Georgina Hernández Delgado, Centro de Ciencias Genómicas, UNAM. Cuernavaca, Mor.
  • Dr. Jesús Arellano García, Centro de Ciencias Genómicas, UNAM. Cuernavaca, Mor.
  • Dr. Samuel Enoch Estrada Soto, Fac. de Farmacia, UAEM. Cuernavaca, Morelos.
  • Dra. Laura Patricia Álvarez Berber, Centro de Investigaciones Químicas, UAEM. Cuernavaca, Morelos.
  • Dr. Francisco Bolívar Zapata, Instituto de Biotecnología, UNAM. Cuernavaca, Morelos.
  • Dr. Guillermo Gosset Lagarda, Instituto de Biotecnología, UNAM. Cuernavaca, Morelos.
  • Dra. Noemí Flores Mejía, Instituto de Biotecnología, UNAM. Cuernavaca, Morelos.
  • Dr. Alfonso Leija Salas CCG-UNAM
  • Dra Judith Márquez Guzmán, Fac. de Ciencias, UNAM. D.F.
  • Dr. Ismael León Rivera, Fac. de Ciencias, UAEM.
  • Dra. Isabel Arrillaga, Universidad de Valencia, España.
  • Dra. María del Pilar Nicasio Torres CIBIS-IMSS
  • Dr. Mario Rodríguez Monroy, Ceprobi, IPN. Morelos.
  • Dr. Miguel Gómez Lim, Cinvestav, IPN, Irapuato, Gto