Los efectos de la radiación a dosis bajas en las células madre
Diversos estudios epidemiológicos han proporcionado una gran cantidad de información sobre el efecto de la radiación ionizante en el riesgo de padecer cáncer. Los datos necesarios para llevar a cabo estos estudios han sido obtenidos a partir de supervivientes de los bombardeos atómicos de Hiroshima y Nagasaki y personas expuestas a radiación debido a razones profesionales, médicas o ambientales. En cambio, no está claro cuáles son los efectos de la exposición a dosis bajas de radiación sobre la salud; es más, las evaluaciones de riesgo existentes dependen en gran medida de la extrapolación de estimas obtenidas tras la exposición a dosis altas de radiación y adolecen de una falta de información precisa sobre las respuestas biológicas de las células madre a partir de las que se origina el cáncer. Por tanto, el desarrollo de nuevos estudios destinados a garantizar que el modelo de extrapolación de riesgo empleado refleje de manera precisa todos los mecanismos biológicos subyacentes constituye una prioridad de primer orden. Las células madre perduran en el organismo durante largos periodos de tiempo, regulan la regeneración tisular homeostática y pueden sufrir daño genotóxico. Estas pueden adquirir mutaciones irreversibles debido al daño en el ADN provocado por factores intrínsecos o extrínsecos como, por ejemplo, la radiación ionizante. Este daño en el ADN suele desencadenar la apoptosis, la senescencia o una transformación que, en último lugar, puede conducir al desarrollo de cáncer. La iniciativa financiada por la Unión Europea RISK-IR abordó esta cuestión empleando conocimientos previos y recientes sobre la biología de las células madre y tecnologías punteras para estudiar el efecto de la radiación ionizante a dosis bajas (<100 mGy) y tasas de exposición (<6 mGymin-1) en diferentes tipos de células madre. Para tal fin, el equipo empleó diferentes modelos experimentales, incluyendo células humanas y murinas. «Los estudios realizados tenían como objetivo ayudar a comprender los mecanismos de la carcinogénesis provocada por la radiación y determinar si estos son iguales en todas las especies, incluyendo los seres humanos», explica el doctor Simon Bouffler, coordinador del proyecto. Modelos de células madre revelan los efectos de la radiación a dosis bajas Los investigadores descubrieron que determinadas células madre relacionadas con la respuesta al estrés oxidativo y el metabolismo energético exhibían hipersensibilidad a dosis bajas de radiación. En células madre hematopoyéticas humanas y murinas, la exposición a dosis bajas de radiación ionizante afectó a la función celular y, además, tuvo un efecto a largo plazo debido a un déficit en la capacidad de repoblación de las células madre. En cambio, las células madre de la piel eran resistentes a dosis bajas de radiación y no se observaron efectos negativos en los estudios de seguimiento realizados un par de años después de la exposición. El equipo de RISK-IR estudió células madre mesenquimales (CMM) de la médula ósea humana que favorecen la hematopoyesis y la homeostasis del organismo debido a su capacidad para diferenciarse en hueso, cartílago y tejido adiposo. En este contexto, se descubrió que la respuesta a la radiación era dependiente de la edad y que la capacidad de reparación del ADN estaba relacionada directamente con el estado del ciclo de diferenciación de las CMM. Continuando estos estudios en modelos murinos predispuestos para el cáncer, se descubrió una relación entre la exposición a dosis bajas de radiación y el carcinoma de células basales. Sin embargo, no se detectó dicha relación en el carcinoma de células escamosas, lo que sugiere que la exposición a la radiación tiene un efecto tisular específico. Empleando como modelo células madre pluripotentes, los investigadores detectaron que la exposición a dosis altas de radiación impedía la reprogramación in vitro, mientras que la exposición a dosis bajas de radiación podría tener un efecto inhibidor. Es más, determinados factores secretados como IL-6 parecen facilitar la reprogramación. El estudio de la respuesta al daño en el ADN provocado por dosis bajas de radiación en células madre embrionarias reveló un efecto dependiente del tiempo y la dosis relacionado de manera directa con especies reactivas del oxígeno. Impacto en la seguridad La radiación ionizante tiene muchas aplicaciones en la industria y la medicina y, algunas veces, la exposición puede ser inevitable. «Tenemos que asegurarnos que nuestros principales hallazgos sean difundidos y reconocidos por las principales organismos internacionales de control y seguridad como el Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de la Radiación Atómica y la Comisión Internacional de Protección Radiológica», afirma el doctor Bouffler. Es fundamental una correcta cuantificación del riesgo asociado a dosis bajas de radiación en aras de una protección radiológica adecuada. Por tanto, los resultados del proyecto RISK-IR favorecerán al desarrollo de modelos de evaluación de riesgo realistas en términos biológicos. Es más, estos contribuirán a incrementar las evidencias científicas existentes y ayudarán a formular directrices futuras sobre la exposición a radiación que permiten equilibrar los riesgos y los beneficios de la radiación ionizante.
Palabras clave
Radiación, células madre, RISK-IR, CMM, respuesta al daño en el ADN
