Nuevo biomaterial promete proteger de niveles peligrosos de radiación
8 julio, 2020
En portada: Células humanas tratadas con nanopartículas de selenomelanina.
Tanto en la vida cotidiana como en situaciones excepcionales los tejidos de nuestro cuerpo requieren protección ante distintos tipos de radiación. Una de las más comunes es la que nos llega desde el sol y ante ella nuestro cuerpo produce melanina. Inspirados en este pigmento natural, un grupo de investigadores de la Universidad del Noroeste en Illinois, Estados Unidos, propuso un biomaterial capaz de proteger ante condiciones extremas. Una combinación de melanina y selenio podría ser la clave para mejorar la protección ante los rayos X o incluso para los futuros viajes espaciales.
Un biomaterial ligero y de gran capacidad
El nombre del nuevo biomaterial es selenomelanina. Los resultados hasta ahora son alentadores como un escudo protector de gran capacidad ante radiación nociva. La idea surgió del estudiante posdoctoral Wei Cao, quien imaginó que la combinación sería muy resistente y sería interesante encontrarla en la naturaleza. “Decidimos saltarnos la parte de descubrirlo y lo hicimos nosotros mismos”, comenta Nathan Gianneschi, quien dirige el proyecto.
La melanina está presente en gran parte de los seres vivos. Tanto plantas como bacterias, hongos o mamíferos cuentan con ella. Se conocen 5 tipos de melanina en la naturaleza y, aunque es popular por su función como pigmento, también es un importante protector. Por ejemplo, la que da el pigmento rojo al cabello de algunas personas (feomelanina) es más eficiente absorbiendo rayos X que la eumelanina que da colores más oscuros como negro o café.
La melanina natural funciona en situaciones cotidianas; sin embargo, hay otras ocasiones en que no es suficiente. Por ejemplo, el “Estudio de Gemelos” de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio estadounidense (NASA), mostró que tras un año en el espacio el ADN del astronauta Scott Kelly había sufrido daños. Los planes actuales de exploración espacial incluyen proyectos más ambiciosos como la visita de humanos a Marte, donde se recibirán 700 veces más radiación que en la Tierra.
Incluso para quienes nos quedamos dentro del planeta hay otras situaciones de riesgo ante la radiación. Un ejemplo que muchos hemos vivido es un diagnóstico clínico con rayos X y en casos más complicados algunas radioterapias también provocarán efectos nocivos. Aunque ya existen materiales protectores, la melanina presenta ventajas importantes.
A diferencia del plomo, que se utiliza frecuentemente para proteger de la radiación, la melanina es mucho más ligera y flexible. Este no es el primer estudio que se realiza tomando a este pigmento como propuesta para proteger de la radiación, en la Estación Espacial Internacional (EEI) ya se realizan experimentos con feomelanina, que contiene azufre. Por su parte, el selenio del material propuesto por Gianneschi y sus colaboradores es un micronutriente de gran importancia en la prevención del cáncer.
La selenomelanina es un material de laboratorio pero los investigadores han logrado que sea sintetizada por organismos vivos. Los experimentos con bacterias muestran que estas son capaces de producirla manteniendo su capacidad protectora ante la radiación. Este resultado hace pensar al equipo de investigación que realmente existe en la naturaleza. “Con una fuente abundante de selenio en el ambiente, algunos mecanismos podrían ser capaces de adaptarse a circunstancias extremas mediante los efectos benéficos de la selenomelanina”, explica Gianneschi.
El equipo de investigadores de la Universidad del Noroeste visualiza un futuro prometedor para su biomaterial. En el futuro, la selenomelanina podría aplicarse sobre la piel humana como actualmente ocurre con los bloqueadores solares. Aún es un material experimental pero los resultados por ahora son alentadores, y quizá en algunos años los futuros astronautas puedan moverse libremente sobre la superficie marciana sin los pesados trajes que se usan actualmente. Incluso si no se alcanza este objetivo que parece de ciencia ficción, los tratamientos médicos que incluyen radiación se verán beneficiados.