Bacterias, radioactividad y cáncer

Bacterias, radioactividad y cáncer
Siempre que leía en el pasado sobre el holocausto nuclear, que aparentemente ya no es un peligro inminente para la Humanidad, solía encontrarme con el comentario de que los únicos seres vivos que sobrevivirían a semejante catástrofe serían las cucarachas.

Estos insectos muestran una enorme resistencia a los efectos de la radiación, que a buen seguro inundaría el planeta en caso de guerra nuclear preventiva, o punitiva.

Sin embargo, en caso de que las cucarachas tampoco resistieran, sabemos hoy que aún quedarían las bacterias, o mejor dicho, al menos una especie de bacteria no patógena llamada Deinococcus radiodurans, que como su nombre indica es muy resistente a la radiación, nada menos que unas dos mil veces más resistente que un ser humano.

La comprensión de los mecanismos de resistencia a la radiación es importante porque, por ejemplo, la radiación es utilizada para tratar ciertos tipos de cánceres, cuyas células, normalmente, aumentan la resistencia a este tipo de tratamiento y se hacen prácticamente insensibles a él.

Comprender por qué esas bacterias son tan resistentes a la radiación podría ser pues muy importante para entender cómo otras células, incluidas las cancerígenas, desarrollan dicha resistencia.

Pero para comprender por qué unos organismos son más resistentes a la radiación que otros, primero hay que comprender por qué y cómo la radiación es capaz de matar.

La radiación de la que estamos hablando es, principalmente, la radiación electromagnética de alta energía, es decir, los rayos gamma, que son emitidos por numerosos elementos radioactivos.

Estos rayos son capaces de incidir en las moléculas que se encuentran en el interior de las células, dañándolas. En particular, la radiación de este tipo es capaz de afectar al ADN, la molécula de los genes, y romperlo en pedazos.

El ADN es vital. Si está dañado y roto, no puede dirigir, como normalmente hace, la producción de las piezas necesarias para el funcionamiento de la maquinaria celular, y la célula muere.

Y si no muere, es posible que la célula se suicide, ya que muchas células pueden detectar daños en su ADN que inducen una reacción molecular conducente a su muerte cuando este daño no puede ser reparado.

Las células disponen de herramientas para reparar el daño que la radiación pueda haber causado a su ADN, aunque estas herramientas no siempre funcionan.

En un ambiente con intensa radiación, es evidente que las células que más probabilidades tendrán de sobrevivir serán aquellas que cuenten con una maquinaria de reparación de su ADN más efectiva.

La bacteria Deinococcus radiodurans parece poseer una maquinaria de reparación de ADN particularmente eficaz.

Por si esto fuera poco, esta bacteria no cuenta con sólo dos copias de su genoma, como es nuestro caso, si no que cuenta con cuatro a ocho copias por célula.

Esto hace que si una copia se estropea en un sitio, y otra en otro, puedan repararse los daños combinando las dos copias.

Sin embargo, esto no es suficiente para explicar la enorme resistencia a la radiación de Deicococcus radiodurans.

Otros mecanismos de protección deben participar en esta resistencia, porque las dosis de radiación que estas bacterias pueden resistir son muy elevadas.

Como siempre, más vale prevenir que curar, y prevenir el daño que la radiación pueda causar al ADN es siempre más eficaz que repararlo.

¿Cómo puede evitar una bacteria un rayo gamma? La respuesta es que no puede, pero sí puede minimizar sus efectos. Los daños causados al ADN por los rayos gamma pueden ser daños directos, pero los más importantes son los indirectos.

Los daños directos son aquellos causados por los propios rayos gamma incidiendo en la molécula de ADN.

Pero los daños indirectos son daños químicos, causados por la reacción química con el ADN de otras moléculas de la célula que han sido dañadas por la radiación y convertidas en especies químicas reactivas.

Entre éstas, las especies más dañinas son las especies oxidantes, sobre todo las producidas por la ruptura de la molécula de agua por la radiación.

El agua, conocida por muchos también como H2O, es lo más abundante dentro de una célula, y la radiación también la daña, rompiéndola en H y OH-.

La especie OH- es muy reactiva y oxidante, y causa mucho daño al ADN si su reacción con él no es impedida de alguna manera.

Impedir esta reacción es lo que las bacterias Deicococcus radiodurans han “aprendido” a hacer a lo largo de su evolución para proteger su ADN de los dañinos efectos de la radiación.

¿Cómo logran esto estas bacterias? Investigaciones muy recientes indican que estas bacterias protegen a su ADN gracias al alto contenido de un metal llamado manganeso.

Los científicos compararon la resistencia a la radiación de diversas bacterias que habían acumulado en su interior diferentes cantidades de manganeso.

Las bacterias más resistentes eran las que mayor cantidad de este metal acumulaban en su interior, pero contenían menores cantidades de hierro de lo normal.

Si se disminuía la cantidad de manganeso que las bacterias acumulaban, simplemente haciéndolas crecer en un medio nutritivo pobre en este metal, las bacterias eran mucho más sensibles a los efectos de la radiación.

Se cree que, de alguna manera, el manganeso actúa como protector de los efectos oxidantes de la radiación de los que hemos hablado.

Para probarlo, los científicos pretenden ahora crear bacterias resistentes a la radiación a partir de especies que no lo son, modificándolas genéticamente para que acumulen mayor cantidad de manganeso.

Habrá que esperar a los resultados de estos estudios para estar seguros.

Mientras tanto, si se demuestra que el manganeso también está implicado en la resistencia a la radiación en las células humanas, si fuera posible eliminarlo o disminuir mucho su contenido en células de cáncer, pero mantener o aumentar su cantidad en células sanas, convertiría a las células cancerígenas en muy sensibles a la radiación, mientras que protegería a las células sanas de la misma.

De lograrse esto, la eficacia de la radioterapia para tratar el cáncer podría aumentar de manera importante, con el consiguiente beneficio en vidas humanas.

No me canso de decirlo, investigaciones aparentemente anodinas, en este caso encaminadas a entender mejor cómo viven o sobreviven las bacterias, pueden sernos de una utilidad insospechada en medicina o en otros aspectos de la ciencia y la tecnología.

El Universo esconde sus secretos en todas partes, y es mejor no dejar de investigar ciertas cosas simplemente porque, en apariencia, no nos sea útil.

Eso podría ser un grave error.

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Publicado por Jorge Laborda en Quilo de Ciencia
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