Radiosensibilidad

Radiosensibilidad es la susceptibilidad relativa de las células, tejidos, órganos u organismos al efecto nocivo de las radiaciones ionizantes.

Tipos de células afectadas

Las células son menos sensibles en la fase S, luego en la fase G1, luego en la fase G2 y más sensibles en la fase M del ciclo celular. Así lo describe la 'ley de Bergonié y Tribondeau', formulada en 1906: los rayos X son más eficaces sobre las células que tienen una mayor actividad reproductiva.

A partir de sus observaciones, llegaron a la conclusión de que las células tumorales que se dividen rápidamente son generalmente más sensibles que la mayoría de las células del cuerpo. Esto no siempre es cierto. Las células tumorales pueden ser hipóxicas y, por tanto, menos sensibles a los rayos X porque la mayoría de sus efectos están mediados por los radicales libres producidos por el oxígeno ionizante.

Mientras tanto, se ha demostrado que las células más sensibles son aquellas que están indiferenciadas, bien nutridas, que se dividen rápidamente y son muy activas metabólicamente. Entre las células del cuerpo, las más sensibles son las espermatogonias y los eritroblastos, las células madre epidérmicas y las células madre gastrointestinales. Las menos sensibles son las células nerviosas y las fibras musculares.

Las células muy sensibles también son los ovocitos y los linfocitos, aunque son células en reposo y no cumplen los criterios descritos anteriormente. Las razones de su sensibilidad no están claras.

También parece haber una base genética para la variada vulnerabilidad de las células a la radiación ionizante. Esto se ha demostrado en varios tipos de cáncer y en tejidos normales.

Clasificación del daño celular

El daño a la célula puede ser letal (la célula muere) o subletal (la célula puede repararse a sí misma). En última instancia, el daño celular puede provocar efectos sobre la salud que pueden clasificarse como reacciones tisulares o efectos estocásticos según la Comisión Internacional de Protección Radiológica.

Reacciones tisulares

Las reacciones tisulares tienen un umbral de irradiación por debajo del cual no aparecen y por encima del cual suelen aparecer. El fraccionamiento de la dosis, la tasa de dosis, la aplicación de antioxidantes y otros factores pueden afectar el umbral preciso en el que se produce una reacción tisular. Las reacciones tisulares incluyen reacciones cutáneas (depilación, eritema, descamación húmeda), cataratas, enfermedades circulatorias y otras afecciones. En una revisión sistemática se descubrieron siete proteínas que se correlacionaban con la radiosensibilidad en tejidos normales: γH2AX, TP53BP1, VEGFA, CASP3, CDKN2A, IL6 e IL1B.

Efectos estocásticos

Los efectos estocásticos no tienen un umbral de irradiación, son coincidentes y no se pueden evitar. Se pueden dividir en efectos somáticos y genéticos. Entre los efectos somáticos, el cáncer secundario es el más importante. Se desarrolla porque la radiación provoca mutaciones en el ADN directa e indirectamente. Los efectos directos son los provocados por las partículas ionizantes y los propios rayos, mientras que los efectos indirectos son los provocados por los radicales libres, generados especialmente en la radiólisis del agua y la radiólisis del oxígeno. Los efectos genéticos confieren la predisposición a la radiosensibilidad a la descendencia. El proceso aún no se comprende bien.

Estructuras objetivo

Durante décadas, se pensó que el principal objetivo celular del daño inducido por la radiación era la molécula de ADN. Esta opinión ha sido cuestionada por datos que indican que para aumentar la supervivencia, las células deben proteger sus proteínas, que a su vez reparan el daño en el ADN. Una parte importante de la protección de las proteínas (pero no del ADN) contra los efectos perjudiciales de las especies reactivas de oxígeno (ROS), que son el principal mecanismo de toxicidad de la radiación, la desempeñan complejos no enzimáticos de iones de manganeso y pequeños metabolitos orgánicos. Se demostró que estos complejos protegen las proteínas de la oxidación in vitro y también aumentan la supervivencia a la radiación en ratones. Se demostró que una aplicación de la mezcla protectora reconstituida sintéticamente con manganeso preserva la inmunogenicidad de los epítopos virales y bacterianos a dosis de radiación muy superiores a las necesarias para matar los microorganismos, abriendo así la posibilidad de una producción rápida de vacunas para todo el organismo. Se demostró que el contenido de manganeso intracelular y la naturaleza de los complejos que forma (ambos mensurables mediante resonancia paramagnética electrónica) se correlacionan con la radiosensibilidad en bacterias, arqueas, hongos y células humanas. También se encontró una asociación entre el contenido total de manganeso celular y su variación, y la radiorespuesta clínicamente inferida en diferentes células tumorales, un hallazgo que puede ser útil para radiodosificaciones más precisas y un mejor tratamiento de los pacientes con cáncer.