Οι γενετιστές ανακάλυψαν έναν μηχανισμό που επιτρέπει στα βακτήρια να αντιστέκονται στην ακτινοβολία
Οι επιστήμονες έκαναν ένα σημαντικό βήμα προς τη δημιουργία αξιόπιστης ακτινοπροστασίας, εμπνευσμένοι από τα χαρακτηριστικά του Deinococcus radiodurans, ενός μικροβίου που επιβιώνει σε συνθήκες που είναι θανατηφόρες για τις περισσότερες μορφές ζωής.
Αυτό το βακτήριο, γνωστό και ως «βακτήριο Conan», είναι ικανό να αντέχει σε ακτινοβολία χιλιάδες φορές υψηλότερη από την αποδεκτή δόση για τον άνθρωπο.
Πώς αντιστέκεται ένα βακτήριο στην ακτινοβολία;
Το Deinococcus radiodurans έχει μοναδικούς αμυντικούς μηχανισμούς: ισχυρό κυτταρικό τοίχωμα, ισχυρό σύστημα επιδιόρθωσης DNA και αντιοξειδωτικά που εξουδετερώνουν τις ελεύθερες ρίζες. Αυτές οι ιδιότητες το βοηθούν να παραμένει βιώσιμο ακόμα και κάτω από ακραία ακτινοβολία.
«Η ακτινοβολία καταστρέφει το DNA, τις πρωτεΐνες και τις κυτταρικές μεμβράνες, με αποτέλεσμα να πεθαίνουν στον άνθρωπο, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε οξύ σύνδρομο ακτινοβολίας, βλάβη ιστών και ακόμη και καρκίνο», εξηγεί ο Michael Daly , γενετιστής στο Πανεπιστήμιο των Ενόπλων Υπηρεσιών των Ηνωμένων Πολιτειών.
Ωστόσο, η μοναδική ικανότητα του D. radiodurans να αντιμετωπίζει αυτή τη βλάβη έχει εμπνεύσει τους επιστήμονες να δημιουργήσουν ένα συνθετικό ανάλογο του αντιοξειδωτικού του συστήματος.
Μια νέα προσέγγιση στην ακτινοπροστασία
Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS, μια ομάδα επιστημόνων ανέπτυξε πεπτίδιο που εξαρτάται από το μαγγάνιο (MDP), ένα τεχνητό αντιοξειδωτικό που μιμείται τους μηχανισμούς των βακτηρίων.
Συνδύασαν ιόντα μαγγανίου, φωσφορικά ιόντα και ένα ειδικά διαμορφωμένο πεπτίδιο για να δημιουργήσουν ένα σύμπλεγμα που εξουδετερώνει αποτελεσματικά τις ελεύθερες ρίζες. Η μελέτη διαπίστωσε ότι το MDP ήταν σε θέση να προστατεύσει τα κύτταρα από την ακτινοβολία έως και 12.000 φορές τη θανατηφόρα δόση για τον άνθρωπο.
«Έμεινα έκπληκτος με το πόσο αποτελεσματικό ήταν αυτό το σύμπλεγμα, ξεκίνησα ως σκεπτικιστής, αλλά τα αποτελέσματα ξεπέρασαν κάθε προσδοκία», είπε ο Brian Hoffman , καθηγητής χημείας στο Northwestern University.
Εφαρμογή ανοίγματος
Οι μοναδικές ιδιότητες του MDP ανοίγουν προοπτικές για την εφαρμογή του σε διάφορους τομείς. Για παράδειγμα, στην εξερεύνηση του διαστήματος, θα μπορούσε να προστατεύσει τους αστροναύτες από τη χρόνια έκθεση στην ακτινοβολία σε αποστολές μεγάλης διάρκειας, όπως αποστολές στον Άρη.
Στη Γη, το MDP έχει επίσης δυνατότητες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόληψη του οξέος συνδρόμου ακτινοβολίας και ακόμη και να βοηθήσει στην καταπολέμηση της γήρανσης, καθώς η ακτινοβολία και οι αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία συνδέονται στενά.
Ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω εργασία για την ανάπτυξη ασφαλών μορφών του φαρμάκου για τον άνθρωπο.
Διευκρινίσεις
Τα αντιοξειδωτικά (επίσης αντιοξειδωτικά, συντηρητικά) είναι ουσίες που αναστέλλουν την οξείδωση. οποιαδήποτε από τις πολυάριθμες χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των φυσικών προϊόντων του σώματος και των θρεπτικών συστατικών από τα τρόφιμα, που μπορούν να εξουδετερώσουν τις οξειδωτικές επιδράσεις των ελεύθερων ριζών και άλλων ουσιών. Θεωρείται κυρίως στο πλαίσιο της οξείδωσης οργανικών ενώσεων.
