Investigación sobre radiación espacial financiada por la NASA combate el cáncer en la Tierra

Los astronautas que pasan seis meses en el espacio están expuestos a aproximadamente la misma cantidad de radiación que si recibieran 1.000 radiografías de tórax. Tener diferentes tipos de radiación bombardeando su cuerpo les pone en riesgo de cáncer, daño al sistema nervioso central, pérdida ósea y algunas enfermedades cardiovasculares. Sin embargo, el nivel de riesgo ha sido difícil de calcular, por lo que la NASA financió una investigación sobre un nuevo método para medir el daño causado por la radiación a los humanos. Dos décadas más tarde, esa investigación científica fundamental respalda una prueba de diagnóstico en la Tierra para mejorar el tratamiento contra el cáncer, llamada Sistema de Análisis OncoMate MSI Dx.

Los dosímetros miden la exposición a la radiación, y los astronautas los utilizan en el espacio para tener una estimación de la cantidad de radiación a la que está expuesto un individuo. Pero los dosímetros no pueden medir el impacto de esa radiación en el cuerpo, explicó Honglu Wu, científico sénior del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. Wu se especializa en biodosimetría, que identifica los niveles de los cambios fisiológicos, químicos y biológicos causados por la exposición a la radiación.

“El tipo de radiación en el espacio es diferente de la radiación a la que están expuestas las personas en la Tierra y tenemos un conocimiento limitado sobre los riesgos, especialmente para las misiones espaciales a largo plazo a la Luna y a Marte”, dijo. “Queremos tener información de biodosimetría o biomarcadores confiables para predecir ese riesgo”.

Un biomarcador es una molécula biológica que se encuentra en el cuerpo y que indica si un proceso está ocurriendo normalmente. Una forma en que los científicos pueden ver los cambios es comparando muestras del ADN de un astronauta tomadas antes de partir y después de su regreso a la Tierra. Esos biomarcadores proporcionan cierta información, pero esto aún no es suficiente.

“Usando el cáncer como ejemplo, para cuando se detectan los marcadores de cáncer, ya es demasiado tarde. Queremos ser capaces de determinar el riesgo más temprano para poder tomar antes algunas acciones de contramedida o limitar el tiempo de vuelo”, dijo Wu.

Un tipo diferente de satélite

Un estudio científico en 2002 financiado por la Oficina de Investigación Biológica y Física de la NASA exploró la posibilidad de que secciones específicas del ADN, llamadas microsatélites, registraran con precisión el daño por radiación a lo largo del tiempo.

Mientras que algunos microsatélites pueden mutar y ocasionar enfermedades, otros microsatélites pueden mutar sin efectos dañinos para una persona. Estos últimos también son más susceptibles a los daños por radiación. Esto significa que pueden acumular el daño por radiación y ser empleados para identificar los niveles de exposición de un individuo a lo largo del tiempo, lo que los convierte en el primer lugar donde buscar, según Jeff Bacher, científico sénior de Promega Corporation, con sede en Fitchburg, Wisconsin.

Bacher dirigió el estudio financiado por la NASA desde el Laboratorio Nacional de Brookhaven. El estudio consistió en exponer ratones y células humanas a dosis medidas de radiación. “El objetivo era desarrollar un método para medir la exposición a la radiación personalizada utilizando microsatélites como indicadores, o marcadores. ¿Hubo una relación uno a uno entre la exposición a la radiación que recibieron nuestras muestras y el daño detectable?”, dijo Bacher.

El uso de microsatélites como biomarcadores en las pruebas no es nada nuevo. Se usan más comúnmente en pruebas forenses e incluso en análisis de parentesco, como las pruebas de paternidad. Los primeros trabajos del equipo identificaron microsatélites que podrían usarse para detectar tumores cancerosos, lo que llevó al eventual lanzamiento de un producto para la investigación clínica.

Bajo el estudio de la NASA, los investigadores necesitaban indicadores más sensibles, lo que llevó al descubrimiento de que ciertos grupos de repeticiones largas de mononucleótidos (LMR), que son un tipo de microsatélites, eran su mejor opción.

La investigación mostró que, a medida que aumentaba la dosis de radiación, también aumentaba la frecuencia de las mutaciones en estas partes del ADN.

Gracias a la investigación de la NASA, ese conjunto de LMR ayudó al equipo a desarrollar la prueba OncoMate, que fue aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) de Estados Unidos.

Buscando en un pajar genético

Tratar de encontrar evidencia de un daño molecular en un genoma humano puede ser similar a buscar una aguja en un pajar. Pero buscar un biomarcador conocido hace posible concentrarse en un indicador de problemas confiable. Para el cáncer, que es una enfermedad molecular, identificar las mutaciones genéticas en un tumor es fundamental para elegir los mejores medicamentos para el tratamiento.

Utilizando el conocimiento obtenido con el estudio de la NASA, el equipo de investigadores desarrolló un método para medir el número de cambios ocurridos en los microsatélites durante la replicación del ADN, cuando las células se dividen. La existencia de células cancerosas con un número significativo de cambios —una afección llamada alta inestabilidad en microsatélites (MSI, por sus siglas en inglés)— puede indicar un defecto genético que podría ser causado por el síndrome de Lynch y otras afecciones. Encontrar esa aguja en el pajar genómico es el primer paso en un diagnóstico.

El síndrome de Lynch es una condición hereditaria que produce una mutación genética y aumenta el riesgo de cáncer de colon, endometrio, estómago, ovario y otros tipos de cáncer. Se estima que una de cada 279 personas tiene síndrome de Lynch, pero la mayoría no lo sabe, según Bacher. En 2021, la FDA autorizó OncoMate MSI como una prueba para determinar el grado de MSI en tumores de cáncer colorrectal. Esta prueba preliminar puede identificar la necesidad de realizar pruebas de detección y un diagnóstico de síndrome de Lynch, lo que permite monitorear y hallar algunas de las formas más tratables de cáncer.

“El trabajo que ha logrado el doctor Bacher con el financiamiento de la NASA ahora está ayudando a mejorar la forma en que podemos detectar tumores causados por MSI”, dijo Annette Burkhouse, jefa de asuntos médicos de Promega. “Con esa detección mejorada, podemos ayudar mejor a los médicos y a los pacientes a tomar buenas decisiones sobre las opciones de tratamiento. Ahí es donde está el impacto más amplio”.

Observar la composición molecular de las células cancerosas hace posible que los médicos elijan los tratamientos conocidos para reducir ese tipo específico de tumor. Un ejemplo de esto se relaciona con la prueba de MSI desarrollada por Promega para su uso en estudios científicos. Utilizando la tecnología de análisis de MSI, un estudio de 2015 en el centro oncológico de Johns Hopkins encontró que los tumores con alta MSI respondieron bien a los nuevos medicamentos de inmunoterapia. La empresa ahora está trabajando con la FDA para expandir el uso de OncoMate como prueba complementaria de diagnóstico. Una vez que se identifique un tipo de cáncer, OncoMate se utilizará para determinar si se responde bien a los medicamentos oncológicos de respuesta inmunitaria, según Burkhouse.

Otros países ya están utilizando OncoMate de diferentes maneras. En Europa, la prueba ya se utiliza con el fin de diagnosticar una alta MSI para cualquier tumor que se encuentre en el cuerpo. Promega está sustentando nueve estudios científicos en distintos lugares del mundo para identificar otras formas en que la prueba podría resultar beneficiosa.

Burkhouse atribuye cualquier descubrimiento futuro, en parte, al apoyo que ha dado la NASA a la investigación científica.

“Proyectos de investigación como el que la NASA financió años atrás con Promega conducen a resultados inesperados”, dijo.

La NASA tiene una larga historia de transferencia de tecnología al sector privado. La publicación Spinoff de la agencia describe las tecnologías de la NASA que se han transformado en productos y servicios comerciales, lo que demuestra los beneficios más amplios de la inversión de Estados Unidos en su programa espacial. Spinoff es una publicación del programa de Transferencia de Tecnología en la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la NASA.

Para obtener más información sobre cómo la NASA aplica tecnología espacial en la Tierra, visita el sitio web (en inglés): www.spinoff.nasa.gov

Por Margo Pierce
Publicado en Spinoff de la NASA

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