¿Embalaje para el espacio exterior? Aquí hay una cosa que no querrás olvidar.
Los investigadores de la Universidad Northwestern han sintetizado una nueva forma de melanina enriquecida con selenio. Este selecto biomaterial, llamado selenomelanina, muestra una promesa extraordinaria como un escudo para el tejido humano contra la radiación dañina.
"Dado el creciente interés en los viajes espaciales y la necesidad general de biomateriales livianos, multifuncionales y radioprotectores, nos entusiasma el potencial de la melanina", dijo Nathan Gianneschi, de Northwestern, quien dirigió la investigación.el becario posdoctoral Wei Cao dijo que la melanina que contenía selenio ofrecería una mejor protección que otras formas de melanina. Esto planteó la posibilidad intrigante de que esta melanina aún no descubierta pueda existir en la naturaleza, siendo utilizada de esta manera. Así que omitimos la parte del descubrimientoy decidimos hacerlo nosotros mismos "
La investigación se publicará en línea el miércoles 8 de julio en el Revista de la Sociedad Americana de Química , antes de su publicación en la edición impresa de julio.
Gianneschi es Profesor de Química Jacob y Rosalind Cohn en la Facultad de Artes y Ciencias Weinberg de Northwestern y director asociado del Instituto Internacional de Nanotecnología. Cao es el primer autor del artículo.
La melanina se encuentra en la mayoría de los organismos en los reinos de plantas y animales, así como en bacterias y hongos. Aunque es mejor conocida por la pigmentación, la melanina también proporciona una valiosa protección contra la radiación. Se han observado cinco tipos de melanina en la naturaleza, con feomelanina el pigmento en el cabello rojo que absorbe los rayos X de manera más eficiente que la eumelanina más común pigmentos negros y marrones en el cabello oscuro.
La exposición no deseada a la radiación ocurre durante muchas actividades comunes, desde el viaje aéreo hasta el diagnóstico de rayos X y la radioterapia clínica. Es una consideración aún mayor en casos extremos como un mal funcionamiento del reactor nuclear o un viaje espacial humano. El histórico "Estudio de Gemelos" de la NASA mostródaño al ADN del astronauta Scott Kelly de su año en órbita. Un astronauta en una misión a Marte podría recibir hasta 700 veces más radiación que en la Tierra.
En comparación con el peso y la mayor parte de los materiales radioprotectores tradicionales como el plomo, la melanina es más ligera y más flexible en cuanto a cómo se puede usar. Las muestras de melanina se encuentran actualmente en órbita en la Estación Espacial Internacional, siendo estudiada por otro equipo de investigación para el materialrespuesta a la exposición a la radiación. Estudios recientes se han centrado en la feomelanina, que contiene azufre, como el mejor candidato para ese propósito.
El equipo de Gianneschi planteó la hipótesis, sin embargo, de que un nuevo tipo de melanina, enriquecida con selenio en lugar de azufre, proporcionaría una mejor protección contra los rayos X. El selenio es un micronutriente esencial que juega un papel importante en la prevención del cáncer, y en investigaciones previas.informa que los compuestos de selenio pueden proteger a los animales contra la radiación. Estos compuestos se encuentran en las proteínas humanas normales, pero no se han asociado con la melanina en la naturaleza antes.
El equipo de Gianneschi sintetizó el nuevo biomaterial, al que llamaron "selenomelanina", y lo usó para tratar células vivas. En comparación, también prepararon células tratadas con feomelanina y eumelanina sintéticas, así como células sin melanina protectora.
Después de recibir una dosis de radiación que sería letal para un ser humano, solo las células tratadas con selenomelanina aún exhibían un ciclo celular normal.
"Nuestros resultados demostraron que la selenomelanina ofrece una protección superior contra la radiación", dijo Gianneschi. "También descubrimos que era más fácil sintetizar la selenomelanina que la feomelanina, y lo que creamos era más cercano que la feomelanina sintética a la melanina que se encuentra en la naturaleza".
Las pruebas adicionales con bacterias mostraron que la selenomelanina puede ser biosintetizada, lo que significa que las células vivas alimentadas con nutrientes apropiados pueden producir selenomelanina por sí mismas y retener sus propiedades radioprotectoras. De hecho, aunque los investigadores sintetizaron selenomelanina en su laboratorio, creenPuede que ya esté presente en la naturaleza.
"Con una fuente abundante de selenio en el medio ambiente, algunos organismos pueden haberse adaptado a circunstancias extremas como la radiación a través de los efectos beneficiosos de la selenomelanina", dijo Gianneschi.
"Nuestro trabajo apunta a la posibilidad de que la melanina pueda actuar como un depósito de selenio, ayudando a asegurar que los organismos se beneficien de ella", dijo Cao. "La selenomelanina puede desempeñar un papel importante en cómo el selenio se metaboliza y distribuye biológicamente. Es un áreapara una mayor investigación "
Gianneschi y su equipo imaginan que este nuevo biomaterial podría aplicarse a la piel de una persona, como un protector solar a base de melanina. También podría usarse como una película protectora para proteger los materiales de la radiación durante el tránsito.
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