La próxima generación de materiales médicos a partir de seda de araña artificial

Ya casi es hora de desempolvar las decoraciones de Halloween y adornar la casa con todo tipo de cosas espeluznantes, incluidas las clásicas telarañas de poliéster. Los científicos reportando en Nano ACS Han creado su propia versión de seda de araña falsa, pero ésta está compuesta de proteínas y cura heridas en lugar de rondar por los pasillos. La seda artificial era lo suficientemente fuerte como para ser tejida en vendajes que ayudaron a tratar lesiones articulares y cutáneas en ratones.

La seda de araña es uno de los materiales más resistentes de la Tierra, técnicamente más resistente que el acero para un material de su tamaño. Sin embargo, es difícil de obtener: las arañas son demasiado territoriales (y caníbales) como para reproducirlas como gusanos de seda, lo que lleva a los científicos a recurrir a opciones artificiales.

Una de esas opciones es enseñar a los microbios a producir proteínas de seda de araña mediante ingeniería genética, pero ha resultado complicado porque las proteínas tienden a pegarse entre sí, lo que reduce el rendimiento de la seda. Por ello, Bingbing Gao y sus colegas querían modificar la secuencia proteica natural para diseñar una seda de araña fácil de hilar, pero estable, utilizando microbios.

El equipo utilizó primero estos microbios para producir las proteínas de seda, a las que también añadió péptidos adicionales. Los nuevos péptidos, que siguen un patrón encontrado en la secuencia proteica de los polipéptidos amiloides, ayudaron a que las proteínas de seda artificial formaran una estructura ordenada al plegarse y evitaron que se pegaran entre sí en solución, lo que aumentó su rendimiento.

Luego, utilizando una serie de diminutas agujas huecas unidas a la boquilla de una impresora 3D, los investigadores dibujó la solución proteica en hebras delgadas en el aire y las hilaron para formar una fibra más gruesa. Esta configuración actuó como una araña artificial gigante tejiendo su red.

Luego tejieron sus fibras de seda artificial en prototipos de apósitos para heridas que aplicaron en ratones con osteoartritis (una enfermedad degenerativa de las articulaciones) y heridas crónicas causadas por diabetes. Los tratamientos farmacológicos se añadieron fácilmente a los apósitos y el equipo descubrió que estos apósitos modificados estimulaban la cicatrización de las heridas mejor que los vendajes tradicionales.

En comparación con un grupo de control con vendajes neutros, los ratones con osteoartritis mostraron una menor hinchazón y una estructura tisular reparada después de 2 semanas de tratamiento, mientras que los ratones diabéticos con lesiones cutáneas tratados con un vendaje similar mostraron una cicatrización significativa de las heridas después de 16 días de tratamiento. Los nuevos vendajes de seda son biocompatibles y biodegradables, y los investigadores dicen que son prometedores para futuras aplicaciones en medicina.