Apodada como la ' bacteria Conan ' por su extraordinaria capacidad para tolerar las condiciones más duras, Deinococcus radiodurans puede soportar dosis de radiación miles de veces superior a la que mataría a un ser humano (y a cualquier otro organismo). El secreto de esta impresionante resistencia es la presencia de una serie de metabolitos simples que se combinan con el manganeso para formar un poderoso antioxidante. Ahora, químicos de la Universidad Northwestern y de la Universidad de los Servicios Uniformados (USU) han descubierto cómo funciona este antioxidante. Sus conclusiones se publican en un estudio en la revista ' PNAS '. En este trabajo, los investigadores describen un antioxidante artificial, llamado MDP, inspirado en la resiliencia de Deinococcus radiodurans. Descubrieron que los componentes del MDP (iones de manganeso, fosfato y un pequeño péptido) forman un complejo ternario que es un protector mucho más poderoso contra el daño por radiación que el manganeso combinado con cualquiera de los otros componentes individuales por sí solo. Este descubrimiento podría conducir a la creación de nuevos antioxidantes sintéticos diseñados específicamente para las necesidades humanas. Entre sus aplicaciones se encuentran la protección de los astronautas contra la intensa radiación cósmica durante las misiones al espacio profundo, la preparación para emergencias radioactivas o la producción de vacunas inactivadas por radiación. «Sabemos desde hace mucho tiempo que los iones de manganeso y el fosfato juntos forman un poderoso antioxidante, pero descubrir y comprender la potencia 'mágica' que proporciona la adición del tercer componente es un gran avance«, explica Brian Hoffman de Northwestern, quien dirigió el estudio con Michael Daly de USU. «Este estudio ha proporcionado la clave para comprender por qué esta combinación es un radioprotector tan poderoso y prometedor». El nuevo estudio se basa en investigaciones previas de la colaboración de Hoffman y Daly, durante las cuales buscaron comprender mejor la capacidad prevista de D. radiodurans para soportar la radiación en Marte . En esa investigación, el equipo de Hoffman en Northwestern utilizó una técnica de espectroscopia avanzada para medir la acumulación de antioxidantes de manganeso en las células de los microbios. Según Hoffman y Daly, la dosis de radiación a la que un microorganismo o sus esporas pueden sobrevivir se correlaciona directamente con la cantidad de antioxidantes de manganeso que contiene. En otras palabras, más antioxidantes de manganeso significan más resistencia a la radiación intensa. En estudios anteriores, otros investigadores descubrieron que Conan puede sobrevivir a 25.000 grays (o unidades de rayos X y gamma). Pero, en su estudio de 2022 , Hoffman y Daly descubrieron que la bacteria, cuando se seca y se congela, puede soportar 140.000 grays de radiación, una dosis 28.000 veces mayor que la que mataría a un humano. Por lo tanto, 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. Basándose en sus esfuerzos por comprender la resistencia a la radiación del microbio, el equipo de Hoffman y Daly investigó un decapéptido de diseño llamado DP1. Cuando se combina con fosfato y manganeso, DP1 forma el agente eliminador de radicales libres MDP, que protege con éxito las células y las proteínas contra el daño por radiación. En otro estudio reciente , Daly y sus colaboradores descubrieron que el MDP es eficaz en la preparación de vacunas polivalentes irradiadas. Utilizando espectroscopia de resonancia paramagnética avanzada, el equipo reveló que el ingrediente activo del MDP es un complejo ternario: un ensamblaje preciso de fosfato y péptido unido al manganeso. «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», afirmó Daly.
