Piccoli vermi di Chernobyl: sopravvissuti inaspettati in un mondo irradiato

Trentotto anni dopo l’incidente nucleare di Chernobyl, una regione famosa per la sua durezza rivela segreti sorprendenti sulla resilienza della vita. I ricercatori della New York University, in collaborazione con i loro colleghi ucraini e altre istituzioni internazionali, hanno scoperto che i nematodi, in particolare la specie Oscheius Tipulae, prosperano nella zona ristretta, un ambiente saturo di radiazioni. Questo studio è stato pubblicato in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS)Evidenzia non solo la straordinaria capacità di questi organismi di resistere a livelli di radiazioni letali per la maggior parte delle forme di vita, ma anche potenziali meccanismi di riparazione del DNA che potrebbero avere importanti implicazioni per la biologia e la medicina.

I vermi sono vivi e potenziati dalla radioattività?

Nella zona di esclusione di Chernobyl, un ambiente segnato da uno dei più grandi disastri nucleari della storia, la vita continua contro ogni previsione. Nel cuore di questa regione gli scienziati hanno scoperto un gruppo di nematodi proprio di questo tipo Cipolle di Oshios. Non solo sopravvive, sembra prosperare. Questi organismi microscopici vivono in un ambiente in cui i livelli di radiazione superano di gran lunga quelli considerati sicuri per la maggior parte degli organismi viventi.

La ricercatrice della New York University Sofia Tintori al Chernobyl Field Laboratory. © Matteo Rockman

Questa scoperta mette alla prova la nostra comprensione della resilienza biologica alle radiazioni. Si pensava che fosse limitato a pochi microrganismi rari, ma recentemente è stato limitato ai lupi. Quest'ultimo, infatti, è caratterizzato da una maggiore resistenza al cancro, attribuita a mutazioni genetiche.

La resistenza di questi nematodi alle radiazioni non è evidente solo nella loro sopravvivenza. La loro capacità di mantenere l’integrità del DNA nonostante i potenziali effetti mutageni delle radiazioni ionizzanti rimane sorprendente. Concretamente, le radiazioni rompono i legami chimici del DNA. Possono causare mutazioni genetiche, tumori e altri danni cellulari che portano alla morte. Ma, Cipolle di Oshios Sembrano possedere meccanismi di riparazione o protezione del DNA. Permette loro di aggirare questi effetti mortali.

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Resistenza genetica inspiegabile a vermi così piccoli

Sophia Tintori, prima autrice dello studio, spiega in A dichiarazione : « Non abbiamo ancora un’idea generale degli effetti [Tchernobyl] Sulla gente del posto “. E aggiunge: ” L’improvviso cambiamento ambientale ha portato alla selezione di specie, o anche di individui all’interno di una specie, che sono naturalmente più resistenti alle radiazioni ionizzanti? ».

I vermi sono stati raccolti da luoghi della regione con quantità variabili di radiazioni. Questi livelli variavano da livelli bassi simili a New York City (per fortuna sicuri) a luoghi con radiazioni elevate simili a quelli trovati nello spazio.

Posizioni di raccolta dei vermi e diversi livelli di radiazione in ciascun sito. ©Sofia Tintori

Uno studio approfondito del loro genoma ha portato a una scoperta inaspettata. Il loro DNA non mostra cambiamenti significativi direttamente attribuibili alla loro esposizione alle radiazioni. Questa osservazione contraddice l’ipotesi di consenso. In generale, consideriamo la resistenza alle condizioni estreme come il risultato di mutazioni genetiche adattative che si verificano dopo l’esposizione.

Quindi i ricercatori hanno confrontato queste sequenze genetiche con quelle di individui della stessa specie raccolti in ambienti a bassa radiazione in tutto il mondo. Matthew Rockman della New York University sottolinea: Questi vermi vivono ovunque e rapidamente. Quindi attraversano decine di generazioni di evoluzione mentre il tipico vertebrato indossa ancora le sue scarpe ».

Hanno osservato una notevole omogeneità genetica. I meccanismi che consentono ai vermi di Chernobyl di resistere alle radiazioni potrebbero essere radicati nella loro biologia. Non sarà il risultato di un rapido sviluppo causato dall’esposizione alle radiazioni. Questi meccanismi possono essere presenti in modo latente o attivo nel loro genoma per generazioni.

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Le implicazioni delle capacità del verme per la scienza e la medicina

Questa eccezionale tolleranza dei nematodi evidenzia la possibilità di meccanismi biologici avanzati per la riparazione o la protezione del DNA. Questa capacità di mantenere l’integrità genetica in condizioni estreme rappresenta una sfida per la comunità scientifica. Può riflettere processi cellulari ancora sconosciuti o sottovalutati nella biologia attuale.

In effetti, comprendere come questi organismi siano in grado di riparare o neutralizzare i danni indotti dalle radiazioni potrebbe rivoluzionare il nostro approccio alle malattie genetiche, in particolare quelle che comportano il fallimento dei meccanismi di riparazione del DNA, come alcuni tipi di cancro. Pertanto, identificare e caratterizzare questi meccanismi nei nematodi potrebbe aprire la strada a nuovi bersagli terapeutici.

Inoltre, questa resistenza alle radiazioni avrà implicazioni per la protezione degli astronauti durante le missioni di lunga durata. Lo spazio è un ambiente ostile, caratterizzato da un'elevata esposizione alle radiazioni cosmiche. Questi possono causare gravi danni cellulari e aumentare il rischio di malattie. Le attuali strategie di radioprotezione sono limitate e spesso restrittive.

Se si riuscissero a comprendere e adattare i meccanismi che utilizzano i nematodi per proteggersi dagli effetti delle radiazioni, ciò potrebbe portare allo sviluppo di nuove tecnologie o trattamenti in grado di proteggere efficacemente il corpo umano nello spazio. Questo progresso sarà cruciale per la fattibilità di missioni spaziali estese, come le missioni su Marte. Più da vicino, potrebbe contribuire alle missioni di costruzione della base lunare, garantendo la salute e la sicurezza dell’equipaggio.

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Fonte: SC Tintori et al., “L’esposizione alle radiazioni ambientali a Chernobyl non ha influenzato sistematicamente i genomi o i fenotipi di tolleranza alla mutagenesi chimica dei vermi locali.“, PNAS, 2024