La protección de la radiación cósmica en los astronautas y la producción de vacunas inactivadas por radiación son algunas de las futuras ventajas que un equipo de científicos estadounidenses ha conseguido tras desvelar el mecanismo por el que la bacteria Conan tiene la capacidad de resistir altísimas dosis de radiación.
En este innovador trabajo que aparece en Proceedings of the National Academy of Sciences, un equipo de investigadores de dos universidades de Estados Unidos (Northwestern, en Chicago, y Uniformed Services University, en Maryland) han tenido el acierto de caracterizar un antioxidante sintético de diseño, denominado MDP, que se inspiró en la resistencia de Deinococcus radiodurans.
Descubrieron que los componentes de MDP (iones de manganeso, fosfato y un pequeño péptido) forman un complejo ternario que, en pocas palabras, es un protector mucho más poderoso contra el daño por radiación que el manganeso combinado con cualquiera de los otros componentes individuales solos.
Este hallazgo allana el camino para fabricar antioxidantes sintéticos específicamente adaptados a las necesidades humanas. Entre sus aplicaciones -según estos científicos- figuran la protección de los astronautas de la intensa radiación cósmica durante las misiones en el espacio profundo; la preparación para emergencias de radiación y la producción de vacunas inactivadas por radiación.
Para Brian Hoffman, codirector de este trabajo, este complejo ternario es el magnífico escudo del MDP contra los efectos de la radiación. “Sabemos desde hace mucho tiempo -añade- que los iones de manganeso y el fosfato juntos forman un fuerte antioxidante, pero descubrir y comprender la potencia mágica proporcionada por 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”.
Por su parte, el profesor Michael Daly, de la Uniformed Services University, experto en Deinococcus radiodurans y miembro del Comité de Protección Planetaria de las Academias Nacionales de Estados Unidos, explica que el tamaño de la dosis de radiación a la que puede sobrevivir un microorganismo o sus esporas se correlaciona directamente con la cantidad de antioxidantes de manganeso que contiene. En otras palabras, más antioxidantes de manganeso se traducen en más resistencia a la radiación intensa.
Este hallazgo es fruto de investigaciones anteriores en Astrobiology, protagonizadas por estos dos investigadores, en las que trataron de comprender mejor la capacidad predicha de Deinococcus radiodurans para resistir la radiación en Marte.
En ese estudio, el equipo de Hoffman utilizó una técnica de espectroscopia avanzada para medir la acumulación de antioxidantes de manganeso en las células de los microbios.
Cabe recordar también que, en estudios anteriores, otros investigadores descubrieron que Deinococcus radiodurans puede sobrevivir a 25.000 grays (unidades de rayos X y gamma). Pero, en su trabajo mencionado de 2022, Hoffman y Daly descubrieron que la bacteria, cuando se secaba y congelaba, podía resistir 140.000 rayos de radiación, una dosis 28.000 veces mayor que la que mataría a un humano.
Por lo tanto, si hay microbios dormidos y congelados enterrados en Marte, posiblemente podrían haber sobrevivido al ataque de la radiación cósmica galáctica y los protones solares hasta el día de hoy.
A partir de sus esfuerzos por comprender la resistencia a la radiación del microbio, el equipo de Hoffman y Daly investigó un decapeptido de diseño llamado DP1. Cuando se combina con fosfato y manganeso, DP1 forma el agente eliminador de radicales libres MDP, que protege con éxito las células y las proteínas contra el daño de la radiación.
En otro trabajo difundido por Nature, el profesor Daly y su equipo descubrieron que el MDP es eficaz en la preparación de vacunas polivalentes irradiadas.
Utilizando espectroscopia de resonancia paramagnética avanzada, el equipo reveló que el ingrediente activo de MDP es un complejo ternario, un ensamblaje preciso de fosfato y péptido unidos al manganeso.
«Esta nueva comprensión del MDP podría conducir al desarrollo de antioxidantes basados en manganeso aún más potentes para aplicaciones en la salud, la industria, la defensa y la exploración espacial», concluye el profesor Daly.