Este pequeño no solo soporta la radiación, desayuna radiación. Quizá no deberíamos considerarlo tan pequeño, ya que es todo un “sobreviviente”.

No todos los superhéroes llevan capa. Capaz de soportar el frío extremo, el ácido y la deshidratación, el microbio Deinococcus radiodurans soporta dosis de radiación que matarían a un ser humano decenas de miles de veces, lo que le ha valido el apodo de «Bacteria Conan», en honor al valeroso personaje de fantasía pulp.

El secreto de la fuerza de Micro-Conan reside en una serie de potentes antioxidantes que eliminan los radicales de oxígeno antes de que dañen las proteínas esenciales para el proceso de reparación celular.

Para entender mejor cómo confieren protección estas sustancias, investigadores de la Northwestern University y la Uniformed Services University (USU) de EE.UU. realizaron un estudio detallado de la química en acción.

Sus hallazgos ponen en entredicho las hipótesis anteriores sobre la forma en que esta bacteria bruta hace frente a las ráfagas de radiación con el estoicismo inquebrantable de su homónima guerrera.

Deinococcus radiodurans bajo el microscopio. Crédito de imagen: USU / Michael Daly

Los efectos de la radiación en el microbio

La radiación provoca daños al sobrecargar los enlaces de nuestra maquinaria biológica, haciendo que se deshaga. En previsión de ello, la mayoría de los seres vivos disponen de eficientes mecanismos de reparación que entran en acción para deshacer el daño en los sistemas más críticos, como los materiales genéticos.

Bombardeadas con suficiente energía ionizante o simplemente estresadas por procesos como la desecación, las células se llenarán rápidamente de una forma tóxica de molécula de oxígeno desprendida por la carnicería química y otros procesos metabólicos. Si no se les pone remedio rápidamente, estos “radicales superóxido” acabarán con cualquier mecanismo de reparación y permitirán que el daño siga aumentando.

Como muchos otros organismos, D. radiodurans ha desarrollado una póliza de seguros contra los daños del oxígeno en forma de una mezcla de antioxidantes. Algunos se basan en el elemento manganeso, que combinado con otros materiales, como el fosfato, alivia el estrés del oxígeno con notable eficacia.

Estudios anteriores han señalado un péptido aumentado con manganeso y fosfato llamado MDP como otro componente potencial de este escudo protector, lo que ha llevado al diseño de nuevos compuestos que preservan las formas de las proteínas antígenas características de las vacunas que requieren esterilización por radiación gamma.

Aunque está claro que el MDP de D. radiodurans hace maravillas para el microbio y para los creadores de vacunas, la fuerza comparativa de su heroica obra se basa en algunas suposiciones.

Para ponerlas a prueba, el químico Brian Hoffman, de Northwestern, y el patólogo Michael Daly, de la USU, dirigieron un equipo de científicos que midieron la actividad de los componentes de la MDP, comprobando la fuerza con que se une cada uno en presencia de otras piezas del rompecabezas y cómo se acumulan los materiales en el cuerpo del microbio para hacer frente a los daños.

Demostraron que la estructura de triple combinación de manganeso, fosfato y péptido supera con creces a cualquier par de las demás.

Hoffman afirma:

“Hace tiempo que sabemos que los iones de manganeso y el fosfato juntos forman un antioxidante potente, 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 entender por qué esta combinación es un radioprotector tan potente -y prometedor”.

Una micrografía electrónica de transmisión muestra Deinococcus radiodurans, una bacteria resistente a niveles extremos de radiación ionizante y a la desecación. Imagen: Cortesía: Pacific Northwest National Laboratory / Flickr / CC BY-NC-SA 2.0

Descubrieron que los microbios podrían “revivir” con la radiación

En un estudio publicado en 2022, Hoffman y Daly descubrieron que muestras desecadas y congeladas de D. radiodurans podían revivir tras absorber 140.000 grays de radiación. En comparación, a la mayoría de los seres humanos les bastaría un puñado de rayos para llegar a la tumba.

Futuras investigaciones podrían descubrir que los materiales a base de manganeso pueden perfeccionarse aún más para otorgarnos el poder de Conan, o simplemente utilizarse en otras aplicaciones que conserven alimentos o medicinas para soportar las tensiones de un viaje a Marte y más allá.

Daly afirma:

“Esta nueva comprensión de la 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”.

Los hallazgos de esta investigación han sido publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

[FT: eurekalert]

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