Conan, la bacteria: cómo es el microbio que desafía los límites de la radiación humana

En el mundo de los microorganismos, hay un habitante que destaca por su extraordinaria resistencia a condiciones extremas: Deinococcus radiodurans, apodado “Conan, la bacteria”.

Este microbio ha sido objeto de numerosos estudios por su capacidad para soportar dosis de radiación miles de veces superiores a las que matarían a un ser humano.

Recientemente, un equipo de investigadores liderado por el doctor Brian Hoffman, de la Universidad Northwestern, y Michael Daly, de la Universidad de los Servicios Uniformados, descubrió cómo esta bacteria logra un asombroso logro como el descrito. Sus hallazgos, publicados en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), podrían abrir la puerta a aplicaciones innovadoras en salud, exploración espacial e industria.

La clave de la resistencia de D. radiodurans se encuentra en un antioxidante compuesto por un trío de componentes de pequeñas moléculas llamadas metabolitos: iones de manganeso, fosfato y un pequeño péptido. Este complejo ternario funciona como un protector excepcionalmente poderoso contra el daño provocado por la radiación.

“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, profesor de química en el Instituto Charles E. y Emma H. Morrison y profesor de biociencias moleculares en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de la Universidad Northwestern.

El antioxidante, bautizado como MDP (“protector derivado de la melatonina”, por sus siglas en inglés), fue replicado en laboratorio inspirándose en la bacteria. Según los investigadores, es mucho más eficaz que cualquiera de sus componentes individuales para neutralizar los radicales libres y prevenir el daño celular.

Una resistencia fuera de lo común

Deinococcus radiodurans ostenta la marca mundial como el organismo más resistente a la radiación, según el Libro Guinness de los Récords. Puede soportar 28.000 veces la dosis letal para los humanos. Mientras que una persona moriría al exponerse a 5 grays (unidad que mide la radiación ionizante), esta bacteria sobrevive a 140.000 grays cuando está seca y congelada. Esto la convierte en un candidato ideal para estudiar los efectos de la radiación y desarrollar estrategias para mitigarlos.

“La cantidad de radiación a la que un microorganismo puede sobrevivir está directamente relacionada con la cantidad de antioxidantes de manganeso que contiene. Cuantos más antioxidantes hay, mayor es la resistencia”, precisó Daly, quien lleva años estudiando a D. radiodurans. En otras palabras, más antioxidantes de manganeso significan más resistencia a la radiación intensa.

El estudio de Hoffman y Daly no solo explicó el mecanismo que permite a D. radiodurans resistir la radiación, sino que también demostró el potencial del MDP como antioxidante sintético. Este compuesto podría tener aplicaciones que van desde la protección de astronautas en misiones espaciales hasta la creación de vacunas inactivadas por radiación.

La resistencia de esta bacteria también tiene implicaciones en la exploración planetaria. Un estudio previo del equipo mostró que D. radiodurans podría sobrevivir en condiciones marcianas durante millones de años si estuviera congelada y enterrada. Este hallazgo incluso alimenta la esperanza de encontrar vida microbiana en Marte.

Los expertos deslizaron que si hay microbios dormidos y congelados enterrados en Marte, es posible que hayan sobrevivido al ataque de la radiación cósmica galáctica y los protones solares hasta el día de hoy.

“El MDP, al ser un radioprotector simple, rentable, no tóxico y altamente efectivo, podría administrarse por vía oral para mitigar riesgos de radiación espacial”, afirmó Daly. Esto resulta crucial, ya que los astronautas en misiones al espacio profundo están expuestos a altos niveles de radiación cósmica y solar.

Más allá del espacio, el antioxidante inspirado en D. radiodurans podría utilizarse para proteger a las personas de emergencias nucleares o accidentes que liberen radiación. Además, se podría aplicar en la industria para proteger materiales sensibles o en la medicina para mitigar los efectos secundarios de tratamientos como la radioterapia.

En un contexto más amplio, el estudio podría abrir nuevas líneas de investigación sobre cómo otros organismos emplean antioxidantes para sobrevivir a condiciones extremas. Hoffman señaló que el equipo ahora quiere investigar si este complejo triple de antioxidantes existe en otros seres vivos y si es responsable de su resistencia a la radiación.

Este avance subraya la importancia de los estudios interdisciplinarios que combinan biología, química y ciencia espacial. La comprensión de los mecanismos de resistencia de D. radiodurans no solo amplía nuestro conocimiento sobre la vida en condiciones extremas, sino que también ofrece herramientas prácticas para enfrentar desafíos en la Tierra y más allá.

Como explicó Tetyana Milojevic, catedrática de exobiología, “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”. Aunque no participó en el estudio, el experto destacó el valor de estos hallazgos para avanzar en la protección contra la radiación.

Uno de los aspectos más fascinantes del estudio es la precisión con la que los tres componentes del MDP trabajan juntos. Hoffman y Daly utilizaron espectroscopia avanzada para revelar que el manganeso, el fosfato y el péptido DP1 forman un complejo ternario altamente eficaz. Este ensamblaje molecular actúa como una “salsa secreta” que protege a las células y las proteínas de los efectos devastadores de la radiación. Y cómo los metabolitos pueden crear escudos radioprotectores y mejorarlos en el futuro.

“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 un mundo donde la radiación puede ser una amenaza constante, desde accidentes nucleares hasta las condiciones del espacio profundo, la investigación sobre D. radiodurans no solo es relevante, sino crucial. Como concluyó Hoffman: “Este estudio ha proporcionado la clave para comprender por qué esta combinación es un radioprotector tan poderoso y prometedor”. La ciencia sigue demostrando que incluso los organismos más pequeños pueden inspirar soluciones a los problemas más grandes de la humanidad.