Investigadores del Instituto Weizmann detectan en moscas de la fruta células DARE y NARE que resisten radiación, reparan tejido y podrían orientar terapias contra tumores.
Identificación de células que resisten radiación y reparan tejido
Durante años, la biología celular describió una paradoja: ante la radiación, unas células mueren y otras sobreviven y luego impulsan la reparación del tejido. Investigadores del Instituto de Ciencias Weizmann afirman haber resuelto parte del enigma al identificar en moscas de la fruta dos tipos celulares difíciles de rastrear que soportan estrés letal, lo neutralizan y participan en la regeneración del daño. Eli Arama y Tslil Braun explicaron que existe una forma de detectarlas y etiquetarlas.
El trabajo, revisado por pares, podría aclarar por qué ciertas células cancerosas resisten la radiación de la quimioterapia y reaparecen. Sus autores subrayan que la investigación continúa en una fase temprana. Sostienen que con el tiempo podría abrir vías para tratar el cáncer, reducir recaídas y reforzar terapias que aceleren la reparación de heridas en células sanas. Hermann Steller destacó implicaciones relevantes para humanos y terapias capaces de superar la resistencia tumoral a la radioterapia.
El equipo bautizó los tipos celulares como DARE y NARE, con nombres derivados de descripciones científicas y vinculados a si expresan o no la enzima Dronc, una caspasa que dispara la apoptosis y suele culminar en muerte celular. Un revisor solicitó un cambio de nomenclatura, según Arama. El grupo conservó los acrónimos porque reflejan con precisión propiedades biológicas que describen rutas de supervivencia distintas y participación posterior en la regeneración del tejido lesionado por radiación.
El estudio, publicado en Nature Communications, describe dos comportamientos celulares. En el primero, una célula entra en el mismo programa de muerte que sus vecinas —apoptosis—, pero frena el proceso antes de autodestruirse. En el segundo, la célula no inicia la vía de muerte y después asume un rol central en la reconstrucción del tejido lesionado. Ambos tipos aparecen tras radiación y actúan con tiempos distintos, aunque comparten la capacidad de sostener la regeneración.
Claves del estudio y datos relevantes
- DARE aparece a las 24 horas y multiplica células para reparar tejido; NARE se suma a las 48 horas.
- Dronc activa el primer paso de apoptosis; una proteína motora bloquea su ejecución en DARE.
- El 15 de junio, un misil destruyó un edificio adyacente y dañó el laboratorio de Arama.
- El ataque afectó unos 45 laboratorios; Irán lanzó más de 500 misiles y 1.000 drones, con 32 muertos.
- El estudio incluyó a Andreas Bergmann y Luis Alberto Baena-Lopez, además del equipo del Weizmann.
Ataque con misiles y riesgo para líneas genéticas del estudio científico
El 15 de junio, dos días después del inicio de una guerra de doce días con Irán, un misil impactó el campus del Instituto Weizmann en Rehovot. La explosión destruyó un edificio junto al laboratorio de Eli Arama y provocó daños. El ataque no causó muertes en el instituto, aunque arrasó equipos y espacios. La dirección estimó que los grupos más golpeados necesitarán años y decenas de millones de shékels para reconstruir su infraestructura científica.
El golpe amenazó meses de trabajo. El laboratorio mantenía cientos de tubos con moscas de la fruta; cada tubo correspondía a una línea genética creada con cruces prolongados para expresar conjuntos diversos de elementos diseñados para el estudio. Si esas líneas morían, rehacer la colección exigiría meses. Braun explicó que no existe un congelador capaz de conservarlas. Cada línea, en este estudio, reúne entre seis y ocho elementos insertados o mutados tras inyecciones, transgenes y cruces.
A las pocas horas del impacto, el equipo logró entrar en el laboratorio dañado, rescató las moscas y las trasladó a un lugar seguro. Braun se llevó los tubos a su casa y los mantuvo en la habitación segura de su familia durante ataques posteriores. Arama describió ventanas rotas, agua en el suelo y un ambiente de apocalipsis, aunque aceptó que el laboratorio tuvo suerte frente al edificio contiguo, que recibió la peor parte del golpe.
Se cree que Irán atacó el instituto en respuesta a la eliminación por parte de Israel de varios científicos nucleares, dentro de su esfuerzo por impedir una bomba nuclear. Durante los doce días de la Operación León Ascendente, Irán lanzó más de 500 misiles y 1.000 drones contra centros de población israelíes. Los ataques mataron a 32 personas, hirieron a miles y dejaron a miles sin hogar, según el balance citado en los relatos del equipo.
Metodología en Drosophila y mecanismos moleculares Dronc–caspasas
En los experimentos, el grupo trabajó con Drosophila, que comparte con los humanos sistemas básicos de reparación y muerte celular. Su genética admite manipulación, lo que permite provocar daño con radiación y observar, célula por célula, la respuesta. Investigaciones previas mostraron que, tras irradiar larvas, muchas células mueren y, aun así, las moscas desarrollan alas normales. Las células supervivientes se dividen y reemplazan tejido perdido, aunque su aparición y expansión no podía observarse de manera directa.
Para capturar ese proceso, el equipo examinó el efecto de la radiación sobre el crecimiento del ala durante la etapa larvaria, cuando se forma el primordio. Recolectaron larvas eclosionadas y las irradiaron con dosis comparables a las de pacientes oncológicos. Abrieron las larvas a las cuatro, veinticuatro o cuarenta y ocho horas para inspeccionar discos imaginales del ala y medir la reacción. Braun describió larvas de cuatro a cinco milímetros y disección bajo microscopio con pinzas.
Con herramientas genéticas avanzadas, el grupo rastreó células con un sensor capaz de marcar la actividad de caspasas, enzimas ejecutoras de la muerte celular. Estas tijeras moleculares cortan proteínas y permiten que la célula se desmonte de manera segura. En Drosophila, la caspasa Dronc suele facilitar la destrucción de células viejas o dañadas. Durante años, predominó la idea de que la activación de caspasas sellaba el destino; las observaciones del Weizmann mostraron excepciones a esa relación.
Detectaron células con caspasas activadas cuyo programa de muerte se detuvo antes de la ejecución; las llamaron DARE. Una proteína motora se une a la caspasa e impide completar el proceso, de modo que células tumorales permanecen vivas con radiación o quimioterapia. Arama sugirió inhibir esa proteína. En paralelo, identificaron NARE, que sobreviven sin activar caspasas. DARE aparece a las veinticuatro horas; a las cuarenta y ocho, NARE se suma y tejido alcanza regeneración completa.
Implicaciones clínicas, colaboración internacional y próximos pasos
Steller, jefe del Laboratorio de Apoptosis y Biología del Cáncer en la Universidad Rockefeller, afirmó que los hallazgos en moscas poseen implicaciones importantes para humanos. A su juicio, el trabajo puede guiar el desarrollo de nuevas terapias con dos objetivos: promover la cicatrización de heridas y superar la resistencia de tumores a la radioterapia. Los autores insistieron en que la investigación sigue en una fase temprana y lejos de cerrarse, aunque señalaron un avance conceptual sólido.
Además del equipo del Weizmann, el estudio incluyó a Andreas Bergmann, de la Facultad de Medicina Chan de la Universidad de Massachusetts, y a Luis Alberto Baena-Lopez, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa en España. La publicación apareció en Nature Communications el mes pasado. Los investigadores presentaron un marco para detectar y etiquetar células que toleran estrés letal y luego participan en la regeneración, con definiciones operativas claras para DARE y NARE.
Ahora el grupo aísla células DARE y NARE y las analiza una por una. Comparará células expuestas a radiación con células no expuestas. Busca establecer cómo NARE soporta el estrés de la radiación, qué señales disparan la proliferación intensa de DARE y NARE y cómo esas células determinan el momento para detener la división. El objetivo inmediato consiste en una caracterización mecanística que permita vincular señales, respuesta proliferativa y cierre oportuno del ciclo.
Arama concluyó que todavía existe un gran salto entre Drosophila y los mamíferos, aunque se observa homología y una idea biológica compartida en especies distintas. Esa continuidad los entusiasma. El relato personal incluyó una imagen improbable: moscas a resguardo en una habitación segura durante ataques con misiles. Para el equipo, la prioridad pasó por salvar líneas genéticas valiosas y terminar un trabajo que, según sus autores, puede abrir opciones terapéuticas con el tiempo.