Modulación del daño genético inducido por diferentes razones de dosis de radiación ionizante mediante protoporfirina, clorofilina o bilirrubina en Drosophila melanogaster

Abstract

El efecto de la radiación ionizante (RI) sobre los organismos depende significativamente de la cantidad de energía depositada en la materia por unidad de tiempo, o de la razón de dosis (RD). En el campo de la radiobiología es de especial interés estudiar los efectos biológicos que produce la RI, particularmente cuando ésta es administrada a RD bajas, situación que es relevante para la mayoría de las exposiciones ambientales o en la práctica de la terapia contra el cáncer. Los estudios reportados al respecto aún son controversiales, por ello uno de los propósitos de la presente investigación fue evaluar la relación directa entre la viabilidad y la genotoxicidad inducida en Drosophila melanogaster por rayos gamma en un rango de dosis de 2 a 35 Gy administradas a tres RD diferentes: 5.1, 32.9 ó 860.9 Gy/h. Los resultados indicaron que la viabilidad larvaadulto se redujo en relación con la dosis, pero no con la RD, ya que no se encontraron diferencias en la DL50 calculada para las tres RD. Las frecuencias de mutación somática y recombinación aumentaron en relación directa con dosis y RD. Con la prueba SMART, se determinaron las frecuencias de mutación y recombinación somáticas; los resultados indicaron que éstas aumentaron en relación directa con la dosis y la RD. Estos resultados confirman el efecto directo de la RD, resaltando la importancia de evaluar diferentes efectos en un mismo individuo causados por la RD para relevancia de estudios toxicológicos y de radiopotección. Por otra parte, una vez que determinamos las relaciones dosis respuesta entre la viabilidad y daño genético inducido con las diferentes RD, probamos el posible efecto radioprotector de algunas porfirinas de anillo abierto o cerrado contra los efectos genotóxicos de la RD más alta ya que la identificación de sustancias que eviten o minimicen los efectos deletéreos de la RI es tarea indispensable en términos de radioprotección. Los tetrapirroles evaluados fueron la clorofilina cupro-sódica (CCS), la bilirrubina (BRB) y la protoporfirina-IX (PP-IX) y también se comparó su eficiencia con la amifostina (AMF®) único radioprotector aprobado por la Agencia de Medicamentos y Alimentación, por sus siglas en inglés, FDA. Los resultados revelaron que los pretratamientos de 1 a 9 horas con cualquiera de las porfirinas o AMF® por sí solos no afectaron la viabilidad larva-adulto o la frecuencia de la mutación basal, sin embargo causaron la disminución de la frecuencia de mutación y recombinación somática inducida por 20 Gy de rayos gamma, con la siguiente relación: BRB (69.3 %) > CSC (40.0 %) > PPIX (39.0 %) > AMF® (19.7%). La bilirrubina causó un aumento del 16% en la viabilidad larvaadulto con 3 h de pretratamiento, en comparación con la causada con 20 Gy. La AMF® aunque causó reducción del daño genético después de 1 y 3 h de pre-tratamiento, no fue significativa. Las porfirinas parecen ser más eficientes para reducir el daño genético inducido por 20 Gy de rayos gamma comparado con la AMF®, lo que sugiere que la PPIX, CCS y BRB son excelentes candidatos para continuar probando su eficacia como potenciales radioprotectores.