Los Neurocientíficos Identifican El Primer Tratamiento Potencial Para La Radiación Cósmica

La radiación cósmica modifica la actividad fagocítica y previene los déficits cognitivos

Estos son microglía reactiva (rojo + verde) en hipocampo de ratón irradiado. (La tinción azul indica los núcleos de las células como referencia anatómica). Rosi lab / UCSF

Planificando un viaje a Marte ? Querrá recordar sus píldoras anti-radiación. NASA y empresas espaciales privadas como SpaceX planean enviar humanos al planeta rojo en los próximos 15 años, pero uno de los principales desafíos que enfrentan las futuras misiones espaciales tripuladas es cómo proteger a los astronautas de la peligrosa radiación cósmica del espacio profundo.

Ahora, el laboratorio de la neurocientífica de UCSF Susanna Rosi, PhD, ha identificado el primer tratamiento potencial para el daño cerebral causado por la exposición a los rayos cósmicos, un fármaco que previene el deterioro de la memoria en ratones expuestos a radiación espacial simulada. El estudio fue publicado el 18 de mayo de 2018 en Scientific Reports.

Los seres humanos que se aventuren más allá de los campos magnéticos protectores de la Tierra estarán expuestos a niveles de radiación cósmica estimados en 1000 veces más altos que los que experimentamos en la Tierra o incluso en la órbita terrestre baja de la Estación Espacial Internacional. Proteger a los astronautas de esta radiación dañina será clave para hacer posible la exploración del espacio profundo, y quizás algún día la colonización.

La radiación cósmica previene los déficits cognitivos

La tinción azul son núcleos celulares para referencia anatómica. Laboratorio Rosi / UCSF

Rosi, quien es Directora de Investigación Neurocognitiva en el Centro de Lesiones Cerebrales y Espinales de UCSF y profesora en los departamentos de Ciencias de la Terapia Física y Rehabilitación y de Cirugía Neurológica, ha realizado una investigación financiada por la NASA durante los últimos cuatro años para comprender cómo la radiación en el espacio profundo puede afectar el cerebro de los astronautas.

El equipo de Rosi descubrió anteriormente que exponer ratones a radiación espacial simulada causa problemas de memoria, interacciones sociales y ansiedad, y ha relacionado estos síntomas de exposición a la radiación con la activación de células llamadas microglia, parte del sistema inmunológico del cerebro. La microglía activada impulsa una inflamación cerebral similar a la que se observa en los trastornos neurodegenerativos, como Alzheimer enfermedad, y también buscar y consumir sinapsis, las conexiones portadoras de información entre las células cerebrales.

“Estamos comenzando a tener evidencia de que la exposición a la radiación del espacio profundo podría afectar la función cerebral a largo plazo, pero hasta donde yo sé, nadie había explorado ninguna contramedida posible que pudiera proteger el cerebro de los astronautas contra este nivel de exposición a la radiación”. dijo Rosi, que es miembro del Instituto Weill de Neurociencia, el Instituto Kavli de Neurociencia Fundamental y el Centro Integral de Cáncer Familiar Helen Diller de UCSF.

En el nuevo estudio, los investigadores colaboraron con coautores de la Universidad de Loma Linda en el sur de California para exponer a los ratones durante un día a una dosis de radiación comparable a la que podrían experimentar en el espacio profundo. Los experimentos se realizaron en el Laboratorio de Radiación Espacial de la NASA en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Nueva York, la única instalación en el país donde tales experimentos son posibles. Una semana más tarde, después de ser enviados de regreso a UCSF, algunos de los ratones fueron tratados durante 15 días con PLX5622, un fármaco producido por la compañía farmacéutica Plexxikon, Inc con sede en Berkeley, y que el laboratorio de Rosi había demostrado previamente que previene los déficits cognitivos en un modelo de ratón de radioterapia contra el cáncer cuando se administra antes de la irradiación del cerebro.

En el presente estudio, los animales irradiados inicialmente no mostraron déficits cognitivos, pero después de tres meses comenzaron a mostrar signos de deterioro de la memoria. Normalmente, cuando los investigadores colocan ratones en una habitación con un objeto familiar y otro desconocido, los animales pasan más tiempo explorando el nuevo objeto. Pero los ratones que habían estado expuestos a la radiación espacial tres meses antes exploraron los dos objetos por igual, presumiblemente porque no recordaban haber visto uno de los objetos el día anterior.

Sorprendentemente, los animales que habían sido tratados con PLX5622 poco después de ser expuestos a la radiación se desempeñaron como ratones sanos en la tarea de memoria. Los investigadores examinaron los cerebros de los animales y demostraron que, si bien los cerebros de los ratones no tratados estaban llenos de microglia activada y habían perdido un número significativo de sinapsis, los cerebros de los ratones tratados parecían normales. Los autores plantean la hipótesis de que al obligar al cerebro a reemplazar la microglía irritable y expuesta a la radiación con una microglía nueva y saludable, el fármaco había permitido a los animales evitar las consecuencias cognitivas de la radiación.

“Esta es una evidencia realmente clara, primero de que reiniciar la microglía del cerebro puede proteger la función cognitiva después de la exposición a la radiación, y segundo, que no necesariamente necesitamos tratar inmediatamente después de la exposición a la radiación para que el medicamento sea efectivo”, dijo Rosi.

Los compuestos similares a PLX5622 producidos por Plexxikon (inhibidores de una molécula receptora celular llamada CSF1R) ya se encuentran en ensayos clínicos para múltiples formas de cáncer humano, lo que sugiere que los nuevos hallazgos pronto podrían traducirse al uso humano, dicen los investigadores. Más allá de los vuelos espaciales, estos compuestos podrían potencialmente usarse para prevenir los deterioros cognitivos después de la radioterapia contra el cáncer, o en el deterioro cognitivo relacionado con la edad, que también se ha relacionado con la inflamación cerebral provocada por la microglía.

“La NASA está muy interesada en encontrar formas de garantizar tanto la seguridad de los astronautas como el éxito de la misión durante los viajes al espacio profundo”, dijo la coautora principal del estudio, Karen Krukowski, PhD, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Rosi. “Pero los astronautas son una población pequeña; es emocionante que estos hallazgos puedan ayudar a prevenir muchas otras formas de deterioro cognitivo”.

Publicación: Karen Krukowski, et al., “El agotamiento temporal de la microglía después de la radiación cósmica modifica la actividad fagocítica y previene los déficits cognitivos”, Scientific Reports, volumen 8, número de artículo: 7857 (2018) doi: 10.1038 / s41598-018-26039-7

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