Responsable: PEDRO ROSENDO MORALES RAMIREZ
Objetivos:
Estudio de la Modulación Endógena y Exógena de la Respuesta Celular al Efecto de las Radiaciones
Antecedentes:
Foto: Fotomicrografías con el microscopio de fluorescencia, de núcleos celulares (leucocitos) con un incremento gradual de daño producido por una aguja de plasma frío. El daño es medido en términos de la cantidad de material nuclear en la cauda, después de la electroforesis unicelular en gel (Ensayo Cometa)
Este proyecto se enmarca en la línea de desarrollo institucional “Radiobiología y Genética” y es la continuación de la línea de investigación sobre el “Efecto de las radiaciones y agentes químicos sobre la genética celular”. La respuesta celular al daño producido por las radiaciones, está determinada por una serie de procesos biológicos endógenos y por algunos factores de origen exógeno. Entre los endógenos, se pueden incluir todas las características estructurales y funcionales que confieren a la célula resistencia o sensibilidad a las radiaciones. Las cuales incluyen la ploidía, la cual no siendo un mecanismo de resistencia a las radiaciones, confiere resistencia a la célula por la posibilidad de compensar en el caso de la mutación en algún gene. Todos los procesos de reparación del ADN constituyen ejemplos de factores cuya eficiencia determina el grado de radioresistencia de la célula. Adicionalmente, la inducibilidad de estos procesos puede jugar un papel determinante en su importancia relativa. Un ejemplo de esto es la respuesta adaptativa, que involucra mecanismos como la inducción de las enzimas relacionadas con la respuesta al estrés oxidativo (1) o las enzimas responsables de la reparación del daño inducido al ADN (2). Un mecanismo genético adicional, implica la mutación y selección de células que de alguna manera resultan más resistentes a las radiaciones. La ocurrencia de este mecanismo se ha evidenciado en el humano por el aumento en la resistencia de las células tumorales sometidas a la radioterapia (3). En estos casos, el mecanismo incluye estrategias que alteran procesos biológicos relacionados o no con la acción específica de la radiación, pero que de una u otra manera determinan un aumento en la resistencia a sus efectos (4)
Por otra parte, la respuesta de la célula puede ser modulada por la administración de agentes exógenos cuya presencia le confiere mayor resistencia a la célula o estimula su capacidad de respuesta (5); o la hacen más sensible o más ineficiente para responder a la acción de las radiaciones (6). Esta última alternativa se puede ejemplificar con agentes que radiosensibilizan a las células de las radiaciones y que se han empleado en la radioterapia (7).
Referencias
1. Morales-Ramírez, P. y Mendiola-Cruz, M.T. Kinetics of the early adaptive response to gamma rays: Induction of a cellular radioprotective mechanism in murine leukocytes in vivo. Bioscience Reports. 24 (2005) 609-616.
2. Ikushima T, Aritomi H, Morisita J: Radioadaptive response: Efficient repair of radiation-induced DNA damage in adapted cell. Mutat. Res. 1996; 358:193-198.
3. Khodarev, N.N., Beckett, M., Labay, E. Darga, T., Roizman, B., Wechselbaum, R.R. STST1 is overexpressed in tumors selected for radioresistance and confers protection from radiation in transduced sensitive cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004 101 (2004) 1714-1719.
4. Moeller, B.J., Cao, Y., Li, C.Y. y Dewhirst, M.W. Radiation activates H1F-1 to regulate vascular sensitivity in tumor: role of reoxygenation, free radicals, ans stress granules. Cancer Cell 5 (2004) 429-441.
5. Morales-Ramírez, P., Mendiola-Cruz, M.T. y Cruz-Vallejo, V. Effect of vitamin C or b-carotene on SCE induction by gamma rays in radio-sensitized murine bone marrow cells in vivo. Mutagenesis. 13 (1998) 139-144.
6. Castro Kreder, N., Van Bree, C., Franken, N.A. y Haveman, J. Chromosome aberrations detected by FISH and correlation with cell survival alter radiation at various dose-rates and alter bromodeoxyuridine radiosensitization. Unt. J. Radiat. Biol. 78 (2002) 203-210.
7. Li, Y. Owusu, A. y Lehnert, S. Treatment of intracraneal rat glioma model with implant of radiosensitizer and biomudulator drug combined with external beam radiotherapy. Int. J. Radiat. Oncol Biol. Phys. 58 (2004) 519-527.
Beneficios:
Contribuir al conocimiento respecto a las formas como se modula el efecto de la acción de las radiaciones sobre la célula.
Logros Obtenidos:
En el proyecto “Modulación de la respuesta celular radio-inducida”, se realizó investigación científica básica con respecto a diferentes aspectos: a) Radio-sensibilización: se observó que moléculas similares a las que forman el ADN pero sustituidas con halógenos son radio-sensibilizadoras; b) Radio-protección: se observó que el metilgalato, la epigalocatequina galato son capaces de proteger; c) Radio-resistencia: se encontró que la exposición a 1 Gy de radiación gamma semanalmente induce un incremento muy significativo de la radio-resistencia de las células de la sangre; d) Plasmas: se obtuvo evidencia de que los plasmas son capaces de causar rupturas en el material genético; e) Epigénesis: se observó que la desmetilación causa aumento en el número de cromosomas de la célula.
Publicaciones
1. P. Morales-Ramírez, V. Cruz-Vallejo, R. Peña-Eguiluz, R. López-Callejas, B. G. Rodríguez-Méndez, R. Valencia-Alvarado, A. Mercado-Cabrera, and A. E. Muñoz-Castro. Assessing Cellular DNA Damage from the Helium Plasma Needle. Aceptado para su publicación en Radiation Res.
