Non tutti i supereroi indossano mantelli. Il microbo Deinococcus radiodurans, soprannominato ‘Conan il Batterio’ per la sua capacità di resistere al freddo estremo, all’acido e alla disidratazione, è in grado di gestire dosi di radiazioni letali per gli esseri umani decine di migliaia di volte. Il segreto della sua resistenza risiede in una serie di antiossidanti potentissimi che neutralizzano i radicali dell’ossigeno, proteggendo le proteine essenziali per il processo di riparazione cellulare.
Per approfondire la comprensione di come questi antiossidanti conferiscano protezione, i ricercatori dell’Università Northwestern e dell’Uniformed Services University (USU) negli Stati Uniti hanno condotto uno studio dettagliato sulla chimica coinvolta. I loro risultati sfidano le precedenti ipotesi sul modo in cui questo batterio affronta le radiazioni con la stessa fermezza del suo omonimo guerriero.
Le radiazioni danneggiano i legami all’interno delle cellule biologiche, causando il crollo della struttura. La maggior parte degli esseri viventi dispone di meccanismi di riparazione che entrano in azione per correggere i danni nei sistemi critici, come il materiale genetico. Tuttavia, l’esposizione a radiazioni ionizzanti o lo stress da disidratazione possono generare radicali superossido tossici che danneggiano i meccanismi di riparazione, consentendo ai danni di accumularsi.
Il D. radiodurans ha sviluppato una strategia di difesa contro i danni da ossigeno tramite un mix di antiossidanti, tra cui il manganese accoppiato con altri materiali come il fosfato, che alleviano lo stress dell’ossigeno in modo estremamente efficiente. Uno studio ha individuato un peptide arricchito di manganese e fosfato chiamato MDP come componente chiave di questo scudo protettivo, portando alla progettazione di nuovi composti per conservare le proteine nei vaccini che richiedono sterilizzazione mediante radiazioni gamma.
Per testare le ipotesi sulla potenza dell’MDP, i ricercatori hanno misurato l’attività dei suoi componenti e come si accumulano nel microbo per affrontare i danni. Hanno dimostrato che la combinazione di manganese, fosfato e peptide supera di gran lunga altre combinazioni. Questa scoperta ha aperto la strada alla comprensione della potenza di questo radioprotettore.
In uno studio pubblicato nel 2022, è emerso che campioni di D. radiodurans disidratati e congelati potevano recuperarsi dopo aver assorbito 140.000 grigi di radiazioni, una dose letale per la maggior parte degli esseri umani. Questa scoperta potrebbe portare allo sviluppo di antiossidanti a base di manganese più potenti per applicazioni in vari settori, come la sanità, l’industria, la difesa e l’esplorazione spaziale.
Secondo Daly, uno dei ricercatori coinvolti nello studio, questa nuova comprensione dell’MDP potrebbe aprire la strada a nuove applicazioni che consentono di resistere agli stress ambientali, come i viaggi nello spazio profondo. La ricerca è stata pubblicata su PNAS.
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