Roma – Un batterio, il Deinococcus radiodurans, noto per le sue straordinarie capacità di tollerare le condizioni più difficili, ha dimostrato di sopportare dosi di radiazioni migliaia di volte superiori a quelle che ucciderebbero un essere umano e qualsiasi altro organismo; il che è dovuto alla presenza di una serie di metaboliti semplici, che si combinano con il manganese per formare un potente antiossidante. A rivelarlo uno studio condotto dai chimici della Northwestern University e della Uniformed Services University, USU, riportato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. I ricercatori hanno caratterizzato un antiossidante sintetico di design, chiamato MDP, che è stato ispirato dalla resilienza del Deinococcus radiodurans e hanno scoperto che i componenti dell’MDP, ioni di manganese, fosfato e un piccolo peptide, formano un complesso ternario che è un agente protettivo molto più potente dai danni da radiazioni rispetto al manganese combinato con uno qualsiasi degli altri singoli componenti da solo. Questa scoperta potrebbe eventualmente portare a nuovi antiossidanti sintetici specificamente pensati per le esigenze umane. Le applicazioni includono la protezione degli astronauti dalle intense radiazioni cosmiche durante le missioni nello spazio profondo, la preparazione alle emergenze dovute alle radiazioni e la produzione di vaccini inattivati dalle radiazioni. “È questo complesso ternario che è il superbo scudo dell’MDP contro gli effetti delle radiazioni”, ha affermato Brian Hoffman, della Northwestern, che ha condotto lo studio con Michael Daly della USU. “Sappiamo da tempo che gli ioni di manganese e il fosfato insieme costituiscono un potente antiossidante, ma scoprire e comprendere la potenza ‘magica’ fornita dall’aggiunta del terzo componente è una svolta”, ha continuato Hoffman. “Questo studio ha fornito la chiave per comprendere perché questa combinazione è un radioprotettore così potente e promettente”, ha proseguito Hoffman, che è professore di chimica Charles E. and Emma H. Morrison e professore di bioscienze molecolari presso il Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern, oltre che membro del Chemistry of Life Processes Institute ed esperto di Deinococcus radiodurans. Il nuovo studio si basa su precedenti ricerche condotte in collaborazione da Hoffman e Daly, durante le quali hanno cercato di comprendere meglio la capacità prevista del Deinococcus radiodurans di resistere alle radiazioni su Marte.
Soprannominato “Conan il batterio” per la sua straordinaria capacità di tollerare le condizioni più difficili, il Deinococcus radiodurans può sopportare dosi di radiazioni migliaia di volte superiori a quelle che ucciderebbero un essere umano.
Credito
USU/Michael Daly
In quella ricerca, il gruppo di Hoffman alla Northwestern ha utilizzato una tecnica di spettroscopia avanzata per misurare l’accumulo di antiossidanti al manganese nelle cellule dei microbi. Secondo Hoffman e Daly, la dimensione della dose di radiazioni a cui un microrganismo o le sue spore possono sopravvivere è direttamente correlata alla quantità di antiossidanti al manganese che contiene. In altre parole, più antiossidanti al manganese significano più resistenza alle radiazioni intense. In studi precedenti, altri ricercatori hanno scoperto che il Deinococcus radiodurans può sopravvivere a 25.000 gray, o unità di raggi X e gamma. Ma, nel loro studio del 2022, Hoffman e Daly hanno scoperto che il batterio, una volta essiccato e congelato, potrebbe resistere a 140.000 gray di radiazioni, una dose 28.000 volte maggiore di quella che ucciderebbe un essere umano. Quindi, se ci sono microbi congelati e dormienti sepolti su Marte, potrebbero essere sopravvissuti all’assalto delle radiazioni cosmiche galattiche e dei protoni solari fino a oggi. Sulla base dei loro sforzi per comprendere la resistenza alle radiazioni del microbo, la squadra di Hoffman e Daly ha studiato un decapeptide di progettazione, chiamato DP1. Quando combinato con fosfato e manganese, DP1 forma l’agente antiradicali liberi MDP, che protegge con successo cellule e proteine dai danni delle radiazioni. In un altro studio recente, Daly e i suoi collaboratori hanno scoperto che MDP è efficace nella preparazione di vaccini polivalenti irradiati. Utilizzando la spettroscopia avanzata di risonanza paramagnetica, il gruppo di ricerca ha scoperto che il principio attivo dell’MDP è un complesso ternario, ovvero un assemblaggio preciso di fosfato e peptide legato al manganese. “Questa nuova comprensione dell’MDP potrebbe portare allo sviluppo di antiossidanti a base di manganese ancora più potenti per applicazioni in ambito sanitario, industriale, della difesa e dell’esplorazione spaziale”, ha concluso Daly. (30Science.com)
