Ideea de a face astronauții la fel de rezistenți ca tardigradele, organisme microscopice capabile să supraviețuiască radiațiilor extreme și vidului cosmic, se dovedește mult mai complicată decât se credea inițial. Cercetări recente, publicate pe platforma BioRxiv, arată că proteina care apără ADN-ul acestor viețuitoare poate avea efecte secundare grave atunci când este utilizată în alte organisme, inclusiv în celule umane.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Proteina în cauză, denumită Dsup (damage suppressor), a atras atenția comunității științifice după ce, în 2016, s-a demonstrat că joacă un rol-cheie în rezistența excepțională a tardigradelor. Experimentele inițiale au arătat că celulele umane modificate genetic pentru a produce Dsup devin mai rezistente la radiații, fără efecte adverse vizibile, ceea ce a alimentat speranța că proteina ar putea fi folosită pentru a proteja astronauții de radiațiile cosmice, informează NewScientist.
Cercetătorii au propus inclusiv administrarea proteinei prin tehnologii similare vaccinurilor ARNm
În acest context, cercetătorii au propus inclusiv administrarea proteinei prin tehnologii similare vaccinurilor ARNm, folosind nanoparticule lipidice pentru a livra instrucțiunile genetice fără a modifica permanent genomul uman.
Însă un nou studiu realizat de Corey Nislow și echipa sa de la University of British Columbia din Vancouver schimbă semnificativ această perspectivă. Cercetările, desfășurate pe celule de drojdie modificate pentru a produce Dsup, arată că, deși proteina oferă protecție împotriva unei game largi de substanțe mutagene și a radiațiilor, ea vine cu un cost biologic major.
„Există un preț pentru fiecare beneficiu pe care l-am observat”, avertizează Nislow.
Nivelurile ridicate de Dsup sunt letale pentru celule
Potrivit rezultatelor, nivelurile ridicate de Dsup sunt letale pentru celule, iar chiar și concentrațiile mai scăzute le încetinesc creșterea și le reduc viabilitatea. Explicația constă în modul de acțiune al proteinei. Dsup pare să „învelească” fizic ADN-ul și să îl protejeze de agresiuni externe. În același timp, acest scut molecular îngreunează accesul proteinelor necesare pentru transcriere, replicare și reparare a ADN-ului.
Efectele pot fi deosebit de grave în celulele care dispun de mecanisme mai slabe de reparare genetică. În aceste cazuri, prezența Dsup poate împiedica reparațiile esențiale, ceea ce duce la moarte celulară.
Cercetătorii nu exclud complet utilizarea proteinei în viitor
Cu toate acestea, cercetătorii nu exclud complet utilizarea proteinei în viitor. Nislow subliniază că Dsup ar putea fi folosită pentru a proteja oameni, animale sau plante în misiuni spațiale, cu o condiție esențială: să fie produsă doar în anumite celule, la momentul potrivit și în cantități strict controlate.
Această prudență este împărtășită și de alți specialiști. James Byrne, de la University of Iowa, care studiază potențialul Dsup în protejarea celulelor sănătoase în timpul radioterapiei pentru cancer, avertizează că producerea continuă a proteinei în întregul organism ar putea avea un impact negativ semnificativ asupra sănătății. În schimb, o producție temporară, limitată, ar putea fi benefică.
Alți cercetători au obținut rezultate mai nuanțate. Simon Galas, de la University of Montpellier, arată că doze mici de Dsup pot avea efecte pozitive. Echipa sa a demonstrat că proteina poate prelungi durata de viață a unor nematode, pe care le-a protejat împotriva stresului oxidativ. De asemenea, Jessica Tyler, de la Weill Cornell Medicine, susține că la niveluri mai reduse decât cele testate de echipa lui Nislow, Dsup a avut efecte benefice asupra drojdiilor, fără a le afecta creșterea.
Tehnologia pentru a direcționa producerea Dsup în tipurile potrivite de celule nu există
Chiar și așa, consensul emergent este clar… cheia nu este existența proteinei, ci controlul precis al modului și al cantității în care este produsă.
Deocamdată, tehnologia necesară pentru a direcționa producerea exactă a Dsup în tipurile potrivite de celule nu există. Nislow este însă optimist că acest obstacol va fi depășit. „Există enorm de mulți bani și foarte mult interes pentru dezvoltarea sistemelor de livrare biologică. Este o problemă pe care industria farmaceutică este extrem de motivată să o rezolve”, spune el.
