Un tipo de bacteria llamada Deinococcus radiodurans, apodada “Conan, la bacteria” por su capacidad de sobrevivir a los extremos más duros, puede soportar una dosis de radiación 28.000 veces mayor de la que mataría a un ser humano, y el secreto de su éxito radica en un antioxidante.
Ahora, los científicos descubrieron cómo funciona el antioxidante y abrieron la posibilidad de que pueda usarse para proteger la salud de los humanos, tanto en la Tierra como en aquellos que exploren más allá de nuestro planeta en el futuro.
El antioxidante está formado por un grupo simple de pequeñas moléculas llamadas metabolitos, entre las que se encuentran el manganeso, el fosfato y un pequeño péptido, o molécula, de aminoácidos.
En conjunto, esta poderosa trilogía es más eficaz para proteger contra la radiación que el manganeso combinado con solo uno de los otros componentes, según un nuevo estudio publicado el lunes en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
Estos hallazgos podrían utilizarse para proteger a los astronautas de altas dosis de radiación cósmica en futuras misiones al espacio profundo de nuestro sistema solar, según los autores del estudio.
“Hace tiempo que sabemos 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”, afirmó en un comunicado el coautor del estudio, Brian Hoffman, científico del Departamento de Química de la Universidad Northwestern.
Investigaciones anteriores demostraron que Deinococcus, conocida como la forma de vida más resistente a la radiación en el Libro Guinness de los Récords, puede sobrevivir fuera de la Estación Espacial Internacional durante tres años. Esta resistente bacteria también puede soportar el ácido, el frío y la deshidratación.
Hoffman y el profesor de patología Michaely Daly también demostraron la increíble capacidad de supervivencia de la bacteria. El informe de octubre de 2022, del que el dúo fue coautor junto con un equipo de investigadores, mostró que si Deinococcus alguna vez existió en Marte, los microbios congelados podrían haber sobrevivido durante millones de años.
En el estudio anterior, el equipo midió la cantidad de antioxidantes de manganeso en las células de las bacterias. Los investigadores descubrieron que la cantidad de radiación a la que un microorganismo podía sobrevivir estaba directamente relacionada con su cantidad de antioxidantes de manganeso. Por lo tanto, cuantos más antioxidantes de manganeso había, mayor era la resistencia a la radiación.
Cuando se seca y se congela, Deinococcus radiodurans podría sobrevivir a 140.000 grays, o unidades de radiación de rayos X y gamma, lo que es 28.000 veces mayor que la cantidad de radiación que podría matar a una persona.
Para la última investigación, Hoffman, Daly y sus colegas utilizaron MDP, o protector derivado de la melatonina, un antioxidante sintético inspirado en Deinococcus radiodurans que Daly diseñó. Este antioxidante se ha utilizado en vacunas polivalentes inactivadas por radiación, que dependen de la radiación para eliminar patógenos como la clamidia. Daly, quien ha estudiado Deinococcus radiodurans durante años, también forma parte del Comité de Protección Planetaria de las Academias Nacionales.
El equipo de estudio analizó cómo los componentes activos del MDP, incluidos el manganeso, el fosfato y un péptido llamado DP1, protegen a las células y a las proteínas de la exposición a la radiación. Cuando el péptido y el fosfato se unen al manganeso, crean un complejo ternario o triple que es muy eficaz para proteger contra la radiación. Juntos, los metabolitos del MDP crean una “salsa secreta”, dijo Hoffman.
La Dra. Tetyana Milojevic, catedrática de exobiología de la Universidad de Orléans (Francia), afirmó que el estudio aporta nuevos conocimientos sobre cómo los metabolitos pueden crear escudos radioprotectores y mejorarlos en el futuro. Tetyana no participó en el estudio.
“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”, afirmó Daly.
Daly señaló que los astronautas en misiones al espacio profundo podrían estar expuestos a altos niveles de radiación, principalmente de partículas energéticas que viajan a través del cosmos, llamadas rayos cósmicos.
“El MDP, al ser un radioprotector simple, rentable, no tóxico y altamente efectivo, podría administrarse por vía oral para mitigar estos riesgos de radiación espacial”, dijo.
En la Tierra, el antioxidante podría utilizarse para la protección contra accidentes que liberan radiación.
Ahora, el equipo tiene curiosidad por ver si este triple complejo detrás del antioxidante de Deinococcus existe en las células de otros organismos y, de ser así, si podría ser el responsable de su resistencia a la radiación, dijo Hoffman.
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