25 octubre, 2011

La hora del día afecta el potencial carcinogénico de la radiación UV

UVdamage

Ya se acerca el verano, los días playeros y la exposición excesiva a la radiación solar en busca del bronceado perfecto. Creo que todos conocemos los potenciales efectos carcinogénicos de los rayos solares, debido específicamente a la radiación ultravioleta (UVR), especialmente la del tipo B (UVB), presente en él.

dimersfromp345La radiación solar que llega al planeta está compuesta por la radiación luminosa (la luz), la radiación infrarroja (el calor) y la radiación ultravioleta. Los UVR son de tres tipos: A, B y C, que se diferencian por su longitud de onda —A (400 – 320nm), B (320 – 280nm) y C (280 – 200nm). Cuanto menor es la longitud de onda mayor es su energía. Por suerte, toda la radiación UVC y la mayor parte de la UVB no alcanza la superficie de nuestro planeta porque es retenida por el ozono de la atmósfera. Pero, la UVB que llega atravesarla tiene la energía suficiente como para provocar daños en el ADN, los cuales pueden ser de dos tipos: formando dímeros de pirimidina tipo ciclobutano (CPD) y los fotoproductos 6-4 (6-4PPs); ambos causados por la radiación UVB.

Por suerte, contamos con un mecanismo de reparación del ADN capaz de identificar las regiones dañadas, escindirlas y reemplazarlas por una secuencia correcta. Este mecanismo está compuesto por seis factores diferentes, donde la proteína XPA (xeroderma pigmentoso del grupo A) es la responsable de reconocer las zonas dañadas.

En el año 2009, un grupo de investigadores de la Universidad de Carolina del Norte (EEUU) liderados por Tae-Hong Kang y el Dr. Aziz Sancar encontraron que los niveles de expresión de XPA en el cerebro de ratones variaban de acuerdo a la hora del día, alcanzando un pico máximo entre las 4:00 y 6:00pm y un pico mínimo entre las 4:00 y 6:00am. Un año después, el equipo observó que el mismo efecto también se daba en el hígado. Estos datos indicaban que la expresión de XPA estaban sincronizados de acuerdo al reloj biológico de los ratones.

Ahora, Sancar y sus colaboradores quisieron saber si este mismo efecto se daba en la piel, ya que este tejido es el que se encuentra más expuesto a la radiación UVB, que es considerada como la principal causa del desarrollo del cáncer de piel, uno de los más frecuentes en el mundo. Los investigadores encontraron que XPA reducía sus niveles de expresión a las 4:00am y aumentaba a las 4:00pm, mientras que la división celular y la replicación del ADN se comportaba de manera inversa, siendo mayor durante las primeras horas de la mañana. Estos resultados indicarían que la mayor tasa de replicación del ADN se da precisamente en el momento en que las células están menos protegidas a los efectos mutagénicos de la radiación UVB, aumentando el riesgo de desarrollar cáncer de piel. Los resultados fueron publicados el 24 de Octubre en Proceedings of National Academy of Sciences.

Sancar y su equipo primero cuantificaron los niveles de expresión de XPA a distintas horas del día, encontrando que ésta aumentaba para el atardecer (4:00pm) y disminuía antes del amanecer (4:00am). Para determinar si la expresión de XPA estaba sincronizada con el reloj biológico del organismo, también cuantificaron los niveles de expresión de la proteína Criptocromo-1 (CRY1). Esta proteína tiene la función de bloquear la expresión de los genes controlados por el reloj biológico. Como era de esperarse, los niveles de CRY1 alcanzaba un pico máximo a las 4:00am y uno mínimo a las 4:00 —resultado opuesto a XPA— demostrando así que XPA estaba sincronizado con el reloj biológico del organismo. Por otro lado, los investigadores observaron que la proliferación celular, relacionada directamente con la duplicación del ADN, fue mayor al amanecer que al atardecer.

cry1-XPA

En base a estos primeros resultados, se podría suponer que si se producen daños en el ADN a las primeras horas del día, precisamente cuando el ADN se replica más veces y el efecto protector de XPA es menor, las probabilidades de desarrollar cáncer serían mucho mayores. Para corroborar esta hipótesis, Sancar y sus colegas irradiaron con UVB a dos grupos de ratones, por tres días a la semana, durante 25 semanas. A un grupo lo irradiaron a las 4.00am y al otro a las 4.00pm. Los resultados fueron más que evidentes: los ratones irradiados a las 4.00am desarrollaron cáncer de piel mucho más pronto (a las 19 semanas) que los irradiados a las 4.00pm (a las 21 semanas); además, el número y tamaño de los tumores desarrollados en los ratones AM fue el doble de ratones PM [Ver imagen de portada].

Los resultados fueron confirmados cuando se hicieron las mismas pruebas en ratones mutantes para el gen CRY1. Estos ratones, que tenían el reloj biológico inactivo, presentaban las mismas tasas de desarrollo de cáncer de piel sin importar la hora a la cual fueron irradiados.

A diferencia de los humanos, los ratones son animales nocturnos, así que su reloj biológico será inverso al nuestro. Fisiológicamente hablando, nuestro reloj biológico funciona de manera similar al de los ratones, entonces se podría deducir que a nosotros nos afectaría más la radiación UVB durante las tardes que durante las mañanas. Sin embargo, sería muy prematuro hacer este tipo de afirmación ya que la sincronización del reloj biológico puede variar de persona a persona (cronotipos), de acuerdo al tipo de actividades que uno realice. Sin dudas, este sería un tema muy interesante para estudiar.


Referencia:

ResearchBlogging.orgGaddameedhi, S., Selby, C., Kaufmann, W., Smart, R., & Sancar, A. (2011). Control of skin cancer by the circadian rhythm Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1115249108

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