Cuando se trata de la radiación sobreviviente, los tardígrados realmente saben sus cosas, encogiéndose de baja las dosis que aniquilarían la mayoría de las otras formas de vida. Ahora los investigadores están utilizando este conocimiento para encontrar formas de proteger las células sanas durante cáncer tratos.
Un equipo dirigido por Ameya Kirtane de la Facultad de Medicina de Harvard y Jianling Bi de la Universidad de Iowa ha aislado esta superpotencia en forma de ARN mensajero, que cuando se inyecta en las células los protege de la radiación.
Cuando las personas se someten a radioterapia para el cáncer, no es solo el tumor lo que sufre. La radiación también causa roturas de ADN en células sanas, lo que lleva a la muerte y la inflamación celulares masivas, que es responsable de los desagradables efectos secundarios del tratamiento.
“Puede manifestarse como algo tan simple como las llagas en la boca, lo que puede limitar la capacidad de una persona para comer porque es muy doloroso, requerir hospitalización porque las personas sufren tan terriblemente por el dolor, la pérdida de peso o el sangrado”, oncólogo de radiación de la Universidad de Iowa James Byrne dice.
A pesar de sus lindos apodos como Moss Piglet y Water Bear, los animales microscópicos de ocho patas conocidos como tardígrados son notoriamente duro. Además de sobrevivir a la configuración más popular de su horno y presiones de 7.5 GPa, pueden manejar alrededor de mil veces La dosis de radiación ionizante que mataría a un humano.
Pueden hacer esto debido a su capacidad para producir un DSUP de proteína único (abreviatura de ‘supresión de daño’), lo que les ayuda a tolerar tanto la explosión inicial como la radicales hidroxilo Esa forma en las células como resultado, lo que de otro modo rompería uno o incluso ambos hilos de ADN.
Los científicos tienen tenía sus ojos en esta proteína como una posible ayuda para el tratamiento del cáncer desde fue descubierto en 2016y ahora están un paso más cerca.
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Ese estudio de 2016 mostró que cuando se expresó en células humanas, DSUP reduce el daño por ADN inducido por rayos X en un 40 por ciento, por lo que los investigadores esperan poder proteger a los pacientes con cáncer de los efectos secundarios graves de su tratamiento.
Pero DSUP tiene que estar dentro del núcleo de una célula para funcionar. No es factible entregar esta proteína directamente a cada célula, e integrar los genes para DSUP directamente en el ADN tiene sus propios riesgos.
“Una de las fortalezas de nuestro enfoque es que estamos utilizando un ARN mensajero, que simplemente expresa temporalmente la proteína, por lo que se considera mucho más seguro que algo como el ADN, que puede incorporarse al genoma de las células”, Kirtane dice.
Al envolver el ARNm en nanopartículas de lípidos de polímero específicos (un diseño más adecuado para el colon, y uno ideal para la boca) pudieron pasar de contrabando los hilos en células cultivadas en laboratorio donde se usaron para generar grandes cantidades de DSUP antes desintegrando.
“Pensamos que tal vez al combinar estos dos sistemas, polímeros y lípidos, es posible que podamos obtener lo mejor de los mundos y obtener una entrega de ARN muy potente. Y eso es esencialmente lo que vimos”, Kirtane dice.
Es importante destacar que la entrega del formato DSUP en el formato de ‘receta’ de ARNm también evita que la armadura tardígrada protectora se deslice hacia las células, se supone que la radiación mata, como las que inventan el tumor.
Para asegurarse de que esto funcione en acción, el equipo inyectó ARNm que codifica DSUP en ratones que, 6 horas después, recibieron una dosis de radiación aproximadamente equivalente a una que podría administrarse a un paciente de cáncer humano.
Un grupo de ratones recibió tratamiento de ARNm y radiación en la boca; el otro, al recto. Y algunos ratones adicionales recibieron la radiación sin la protección de DSUP, para proporcionar una línea de base para la comparación.
El grupo ‘rectal’ experimentó aproximadamente la mitad de los descansos de ADN de doble cadena inducidos por radiación, en comparación con los controles que no recibieron protección DSUP. El grupo de ‘boca’ tenía aproximadamente un tercio de los descansos de sus compañeros. Y el tratamiento de ARNm parecía no tener ningún efecto sobre el volumen del tumor.
Esta investigación es solo el comienzo: los tamaños de muestra fueron muy pequeños y, por supuesto, no podemos predecir cómo reaccionarán los cuerpos humanos a un tratamiento basado únicamente en pruebas en células o ratones cultivados en laboratorio. Pero es suficiente para provocar una investigación adicional, especialmente ahora saben que pueden poner el ARNm de manera segura en una célula sin conferir el beneficio al cáncer.
“El uso del suministro de ARNm de DSUP puede cooptarse para varias otras aplicaciones clínicas, incluida la protección del tejido normal de las quimioterapias que dañan el ADN o la degeneración progresiva de tejidos específicos, predisposición al cáncer, inestabilidad cromosómica e hipersensibilidad a los agentes de dama de ADN”, el “, el”, el “, el autores escribir.
“Además de las aplicaciones relacionadas con el cáncer, el uso de la proteína DSUP puede extenderse a la exposición total del cuerpo a la radiación espacial o como profilaxis contra la exposición a la radiación nuclear”.
Esta investigación fue publicada en Ingeniería biomédica de la naturaleza.