El refuerzo de las células con una proteína de tardígrado redujo los daños en el ADN tras la radiación, lo que ofrece una protección potencial para el tejido sano durante el tratamiento del cáncer.
© N. Carrera, Global Soil Biodiversity AtlasUn tardígrado resistente, también conocido como oso de agua o cerdito de musgo. Estos extraños microanimales miden menos de medio milímetro y viven en ambientes húmedos como el musgo. Son conocidos por su increíble resistencia: un tardígrado puede pasar décadas sin comer ni beber y recuperarse sin sufrir ningún daño.
La respuesta está en una proteína supresora de daños (Dsup) que se une al ADN y minimiza las roturas de hebra dañinas.2 Inspirados por la extraordinaria tolerancia a la radiación de los tardígrados, los investigadores estudiaron si este mecanismo podría ayudar a los pacientes con cáncer a tolerar mejor la radioterapia.
Para solucionarlo, un equipo de científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts, el Hospital Brigham and Women's y la Universidad de Iowa empaquetaron ARN mensajero (ARNm) de Dsup en nanopartículas. Tras inyectar las nanopartículas en ratones con cáncer oral, los investigadores comprobaron que las células del tejido producían la proteína terapéutica Dsup, que reducía los daños inducidos por la radiación. Sus resultados, publicados en Nature Biomedical Engineering, presentan un enfoque prometedor para proteger el tejido sano durante la radioterapia.3
La radiación puede dañar el tejido sano circundante, provocando lesiones e inflamación, pero las medidas de protección siguen siendo limitadas. Los investigadores plantearon la hipótesis de que la administración a los tejidos del ARNm protector de los tardígrados antes de la radioterapia podría inducir a las células a expresar temporalmente Dsup, salvaguardando el ADN durante el tratamiento. Al cabo de unas horas, el ARNm y la proteína se degradarían sin integrarse en el genoma.
© Eye of ScienceFotografía de microscopía electrónica de un tardígrado
En primer lugar, el equipo comprobó si sus nanopartículas de polímero-lípido podían transportar eficazmente el ARNm de la proteína verde fluorescente (GFP) a las células inyectándolas en el tejido bucal o rectal de ratones. Comprobaron que la expresión de la proteína alcanzaba su máximo seis horas después y era prácticamente indetectable a las 96 horas. Las nanopartículas permanecían localizadas en el lugar de la inyección y tanto la GFP como la Dsup-GFP se expresaban en el interior de las células.
A continuación, evaluaron los efectos de las nanopartículas portadoras de Dsup en líneas celulares orales y colónicas tras la exposición a la radiación. El equipo utilizó un marcador de daños en el ADN de doble cadena y descubrió que el tratamiento con ARNm de tardígrado protegía a las células contra los daños inducidos por la radiación.
A continuación, el equipo probó su sistema de administración de Dsup en ratones sanos. Para maximizar la expresión de la proteína, inyectaron el tratamiento en la cavidad oral de los ratones y los expusieron a una única dosis de radiación seis horas después. Los ratones que recibieron el tratamiento Dsup mostraron una reducción de los daños en el ADN de doble cadena. Los investigadores también comprobaron si había efectos sistémicos no deseados, pero no encontraron cambios significativos en los niveles de citocinas supresoras o inflamatorias.
Para estudiar su tratamiento en un modelo de enfermedad, los investigadores introdujeron células de carcinoma oral de células escamosas en un lado de las mejillas de un ratón. Una vez que los tumores crecieron hasta aproximadamente 50 mm3, los investigadores inyectaron el tratamiento Dsup en la mejilla opuesta antes de exponer el tumor a la radiación. Las mediciones del daño en el ADN mostraron la misma tendencia observada en ratones sanos: El tratamiento con Dsup redujo significativamente el daño en el ADN inducido por la radiación, permaneciendo localizado cerca del lugar de la inyección. Cabe destacar que el tratamiento con ARNm tampoco influyó en el crecimiento del tumor antes de la radiación. Este sistema de administración es una prueba de concepto de que una terapia basada en Dsup puede proteger los tejidos sanos durante la radioterapia.
«Se trata de un método totalmente novedoso para proteger los tejidos sanos y, con el tiempo, podría ofrecer una forma de optimizar la radioterapia para los pacientes al tiempo que se minimizan estos efectos secundarios debilitantes», afirma James Byrne, médico-científico de la Universidad de Iowa y coautor del estudio, en un comunicado de prensa.
Aprovechar los poderes protectores de esta proteína única de los tardígrados allana el camino para futuros desarrollos en tratamientos de protección contra los daños en el ADN causados por la radiación, los fármacos de quimioterapia e incluso los viajes espaciales».
Referencias
- Clark-Hachtel CM, et al. The tardigrade Hypsibius exemplaris dramatically upregulates DNA repair pathway genes in response to ionizing radiation. Curr Biol. 2024;34(9):1819-1830.e6.
- Hashimoto T, et al. Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein. Nat Commun. 2016;7(1):12808.
- Kirtane AR, et al.Radioprotection of healthy tissue via nanoparticle-delivered mRNA encoding for a damage-suppressor protein found in tardigrades. Nat Biomed Eng. 2025.
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