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| Un nuevo estudio revela el secreto del antioxidante que permite a la bacteria Deinococcus radiodurans soportar dosis de radiación 28.000 veces superiores a las que matarían a un ser humano. Fuente: Northwestern University |
07 enero 2025.- La naturaleza está llena de ejemplos de vida extrema (también conocidos como extremófilos ), que se llaman así porque pueden soportar condiciones extremas. Entre ellos se incluyen organismos que pueden sobrevivir en condiciones extremadamente secas, temperaturas extremas, acidez, presión e incluso el vacío del espacio.
El estudio de estos organismos no solo ayuda a los científicos a aprender más sobre los tipos de entornos en los que la vida puede sobrevivir (e incluso prosperar), sino que también ayuda a los astrobiólogos a especular sobre la posible vida en el Universo. ¿Quizás el nombre de “tardígrados” (también conocidos como “osos de agua”) te suene familiar, esas pequeñas criaturas que podrían sobrevivir en el espacio interestelar ?
Luego está Deinococcus radiodurans ( D. radiodurans ), a la que los microbiólogos llaman “Conan la bacteria” debido a su capacidad de tolerar las condiciones más duras. Esto incluye dosis de radiación miles de veces superiores a las que matarían a un humano, o a cualquier otro organismo en la Tierra, de hecho. En un nuevo estudio, un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern y la Universidad de Servicios Uniformados (USU) caracterizó un organismo sintético inspirado en Deinococcus radiodurans que podría permitir a los humanos soportar los elevados niveles de radiación en el espacio profundo, en la Luna y Marte.
La investigación estuvo dirigida por Hao Yang , profesor asistente de investigación en el Departamento de Química de la Universidad Northwestern. A él se unieron Ajay Sharma , también profesor asistente de investigación de Química en Northwestern; Michael J. Daly, profesor de Patología en la Universidad de Servicios Uniformados (USU); y Brian M. Hoffman , profesor de Química y Biociencias Moleculares Charles E. y Emma H. Morrison en Northwestern. El artículo que detalla sus hallazgos apareció el 8 de noviembre en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
Hoffman es profesor de química y biociencias moleculares de la cátedra Charles E. y Emma H. Morrison y miembro del Instituto de Química de los Procesos Vitales y del Centro Oncológico Integral Robert H. Lurie de la Universidad Northwestern. Daly, experto en Deinococcus radiodurans, también es miembro del Comité de Protección Planetaria de las Academias Nacionales . En un estudio anterior , Hoffman y Daly investigaron la capacidad de D. radiodurans para soportar la radiación en Marte. Investigaciones anteriores han demostrado que la bacteria puede sobrevivir a 25.000 grays, que es cinco veces la dosis letal para un humano.
Sin embargo, Hoffman y Daly descubrieron que D. radiodurans podía soportar 140.000 grays cuando se secaba o se congelaba, ¡28.000 veces la dosis letal para un ser humano! Esto significa que los microbios congelados bajo la superficie de Marte podrían sobrevivir a la radiación cósmica y solar a la que el planeta está expuesto diariamente. La clave de su resistencia, determinaron, son unos simples metabolitos que se combinan con el manganeso para formar un poderoso antioxidante. También descubrieron que la dosis de radiación a la que puede sobrevivir un microorganismo está directamente relacionada con la cantidad de antioxidantes de manganeso que contiene.
En este último estudio, el equipo de investigación describe un antioxidante sintético de diseño (MDP) inspirado en D. radiodurans que es mucho más eficaz para resistir la radiación. Basándose en sus trabajos anteriores, el equipo de Hoffman y Daly investigó un decapéptido de diseño (DP1) que, cuando se combina con fosfato y manganeso, forma el agente depurador de radicales libres MDP, que es incluso mejor para proteger contra el daño por radiación que D. radiodurans . Como explicó Hoffman en un comunicado de prensa de Northwestern Now :
“Este complejo ternario es el magnífico escudo del MDP contra los efectos de la radiación. Sabemos desde hace mucho tiempo que los iones de manganeso y el fosfato juntos forman un potente antioxidante, pero descubrir y comprender la potencia 'mágica' que proporciona la adición del tercer componente es un gran avance. Este estudio ha proporcionado la clave para comprender por qué esta combinación es un radioprotector tan poderoso y prometedor”.
“Esta nueva comprensión del MDP podría conducir al desarrollo de antioxidantes basados en manganeso aún más potentes para aplicaciones en el cuidado de la salud, la industria, la defensa y la exploración espacial”, dijo Daly.
Las aplicaciones potenciales incluyen antioxidantes sintéticos que podrían ayudar a proteger a los astronautas de la radiación durante misiones de larga duración al espacio profundo. En otro estudio , Daly y sus colaboradores descubrieron que el MDP es eficaz en la preparación de vacunas polivalentes irradiadas. Esto también podría tener aplicaciones para la medicina espacial, asegurando que las vacunas que normalmente se vuelven inactivas por la radiación sigan siendo efectivas.
Más información: Northwestern Now , PNAS
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