Resumen
La expansión de la acuicultura ha generado una alta demanda de ingredientes marinos como harinas y aceites de pescado, ricos en ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (LC-PUFAs), como el ácido araquidónico (ARA), el ácido eicosapentaenoico (EPA) y el ácido docosahexaenoico (DHA). Una estrategia innovadora para obtener estos compuestos es cultivar organismos capaces de sintetizarlos a partir de subproductos industriales. Esta tesis evalúa el potencial del poliqueto Hediste diversicolor como candidato para implementar esta estrategia, contribuyendo al desarrollo sostenible de la acuicultura bajo principios de Economía Circular. La biosíntesis de LC-PUFAs en animales requiere elongasas y desaturasas. Estudios previos mostraron que H. diversicolor posee dos desaturasas "methyl-end" capaces de sintetizar de novo ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs). Esta tesis amplía dicho conocimiento caracterizando genes codificantes de elongasas y desaturasas "front-end" (Capítulo 2), además de estudiar cómo la dieta, la temperatura y la salinidad afectan esta biosíntesis (Capítulos 3 y 4) y explorar si la suplementación con hierro (Fe) potencia la producción de LC-PUFAs (Capítulo 5).
En la primera parte de esta Tesis Doctoral (Capítulo 2), los análisis filogenéticos y funcionales mostraron que H. diversicolor posee tres elongasas (Elovl2/5, Elovl4 y Elovl1/7) y tres desaturasas "front-end" (Fed1, Fed2 y Fed3). Fed1 tiene actividad ¿5 y participa en la síntesis de ARA y EPA. También contribuye a la producción del monoeno 18:1n-13 y NMI-FAs, típicos de invertebrados marinos. Fed2 mostró actividad dual ¿6/¿8, desaturando varios precursores clave. Fed3 fue descartada por su nula implicación funcional. Combinando estas enzimas con las "methyl-end", se concluye que H. diversicolor tiene la capacidad enzimática completa para sintetizar ARA y EPA de novo, pero no DHA, cuya presencia en sus lípidos parece deberse a la dieta o microbiota.
La segunda parte de la Tesis Doctoral (Capítulos 3 y 4) se centró en el análisis de cómo los factores ambientales modulan la biosíntesis de LC-PUFAs. Se comprobó que la composición lipídica de H. diversicolor depende principalmente de la dieta, aunque se detectó síntesis de ARA y EPA incluso con dietas carentes de estos compuestos. Respecto a la temperatura (5.9-17.9 ºC), no se observaron cambios significativos en la composición lipídica pese a leves aumentos en la expresión génica. Sin embargo, bajas salinidades (5-15 psu) se asociaron con mayores niveles de EPA, sugiriendo un papel osmorregulador. La salinidad mostró un efecto más marcado que la temperatura, destacando oportunidades para mejorar el perfil nutricional de la biomasa mediante el control de condiciones ambientales.
Finalmente, en la última parte de esta Tesis Doctoral (Capítulo 5), se evaluó la efectividad de la suplementación de Fe en la dieta como potenciador de la biosíntesis de LC-PUFAs en H. diversicolor. Ensayos in vitro en levaduras mostraron que el Fe aumenta esta actividad, pero los ensayos in vivo no confirmaron estos resultados, según indica la ausencia de diferencias en la composición de LC-PUFAs de H. diversicolor alimentados con dietas suplementadas con Fe en comparación con los alimentados sin suplementación. Esto podría deberse a que la dieta basal no indujo suficientemente la expresión de desaturasas, o bien a que los niveles de Fe presentes en la dieta fueron suficientes para cubrir la demanda, haciendo redundante la suplementación.
En conjunto, los resultados de esta Tesis Doctoral proporcionan información clave para optimizar el cultivo de H. diversicolor con el fin de obtener biomasa rica en LC-PUFAs. Se recomienda cultivar a salinidades inferiores a 35 psu y temperaturas moderadas (10-14 ºC), utilizando dietas que aporten precursores para favorecer la biosíntesis de LC-PUFAs como ARA y EPA. Para asegurar la presencia de DHA, debe ser incluido directamente en la dieta, al menos en las etapas finales del cultivo.
