Si dentro de unos años necesitas unos puntos de sutura en un corte quizás la seda que use el médico proceda de gusanos mutantes capaces de generar hilos similares a los de las arañas. El mismo material que podrías encontrártelo por ejemplo en los chalecos antibalas o dispositivos aeroespaciales. Suena a ciencia ficción, pero un grupo de investigadores chinos acaba de dar el primer paso para convertirlo en realidad gracias a un aliado peculiar: gusanos de seda transgénicos.
El logro es tan sorprendente como prometedor.
¿Qué ha pasado? Que un grupo de investigadores de la Universidad de Donghua, en China, ha dado un paso clave para lograr un viejo sueño de los productores de seda natural: la forma de obtener grandes cantidades del tejido segregado por las arañas, un material resistente que abre un prometedor abanico de posibilidades. Para lograrlo han echado mano ni más ni menos que de gusanos de seda transgénicos, mutantes modificados genéticamente para que generen hilos con una resistencia similar a la del nailon y considerablemente más duros que la fibra sintética Kevlar. Sus resultados los han plasmado en la revista Matter.
¿Cómo lo han logrado? Si el resultado es fascinante, la forma en cómo lo han conseguido no se queda atrás. Para lograr seda de araña a partir de gusanos, antes los investigadores han tenido que modificarlos genéticamente: introdujeron genes de la proteína de las fibras de araña en el ADN de los gusanos valiéndose de tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9 y cientos de miles de microinyecciones en huevos de gusanos de seda fertilizados.
“Las glándulas de los gusanos de seda domésticos y las de las arañas presentan entornos fisicoquímicos bastante similares”, detallan los investigadores chinos en su artículo. Como parte de su experimento, también realizaron modificaciones de “localización” en las proteínas de la seda de araña transgénica para que interaccionaran de forma correcta con las de las glándulas del gusano.
¿Por qué es importante? Por el valor de la seda de araña, un material que cumple cuatro requisitos que lo hacen especialmente valioso para la industria: ligereza, resistencia, dureza y sostenibilidad. La fibras segregadas por los arácnidos cumplen con esas peculiaridades, pero su producción presenta algunos desafíos.
“Se enfrenta a dificultades de comercialización debido a la comprensión científica de su mecanismo de hilado, las complejidades técnicas del proceso y los obstáculos de ingeniería en la producción masiva de bajo coste”, recuerdan los investigadores. A esos hándicaps se suman la propias dificultades de la cría de arañas, animales territoriales que complican la producción de seda en grandes cantidades.
¿Qué dicen los investigadores? Que su trabajo “allana” el camino para el futuro. “La seda de gusano, pese a ser la única fibra de proteína animal producida comercialmente a gran escala debido a su bajo costo de producción, restringe en gran medida su aplicación a la industria textil debido a su limitado rendimiento mecánico —abundan—. La seda de araña, una de las fibras más fuertes, incluidas las fibras sintéticas comerciales, sigue siendo difícil de comercializar debido a la naturaleza caníbal de las arañas, lo que dificulta la producción con cría”.
Los científicos aseguran además que la seda de araña generada con gusanos retiene la capa de cutícula, lo que permite a su vez “mantener sus propiedades mecánicas durante un período prolongado” y facilitando la comercialización.
Pero… ¿Qué han logrado? Conseguir fibras de seda de araña, enteras y resistentes, con ayuda de los gusanos modificados a nivel genético. El avance supone un paso fundamental para salvar los obstáculos científicos, técnicos y de ingeniería que han complicado la comercialización de seda de araña y su uso como un sustituto de las fibras sintéticas. Para lograrlo, de hecho, los investigadores se han inspirado en dos especialmente populares y valiosas: el nailon y el Kevlar.
Sus primeras cifras resultan desde luego sorprendentes. Según detallan en su artículo, su fibra de seda de araña presenta “una impresionante resistencia a la tracción”, de 1.299 MPa; y una tenacidad “excepcional”, de 319 MJ/m3. A modo de referencia, El País recuerda que el primer nailon patentado por DuPont hace cerca de un siglo presentaba una resistencia a la tracción de 0,08 GPa, bastante inferior a los 1,3 GPa de la seda de los gusanos mutantes que ha presenta el equipo chino. Su tenacidad también es llamativa: los investigadores aseguran que supera seis veces la dureza del Kevlar, muy empleado en los chalecos antibalas.
¿Y más allá de la teoría Si algo tiene de interesante el estudio, que firman también un experto de la Universidad del Suroeste, en Chongping, China, son sus posibles aplicaciones prácticas. De hecho los propios científicos subrayan que su aportación “allana el camino para la comercialización de seda de araña”, material con múltiples usos. “El rendimiento mecánico excepcionalmente alto de las fibras producidas en este estudio es prometedor”, explica Junpeng Mi, de la Universidad de Donghua: “Esta fibra se puede usar como suturas quirúrgicas, atendiendo una demanda que supera los 300 millones de procedimientos al año”.
Y no es su único aprovechamiento. En el amplio abanico de posibles usos de las fibras de araña creadas con gusanos de seda se incluye la creación de prendas más cómodas, nuevos chalecos antibalas o incluso materiales inteligentes, uso militar, tecnología aeroespacial e ingeniería biomédica. En el futuro podría representar de hecho una alternativa valiosa a otras fibras sintéticas que, recuerdan los expertos chinos, suponen ahora “una amenaza para el desarrollo sostenible”.
Imágenes: Baishiya_白石崖 (Flickr)
En Xataka: Somos muy malos reciclando plástico. Un súper gusano que lo devora puede ayudarnos a solucionarlo
– La noticia En nuestra búsqueda de materiales resistentes, hemos encontrado uno prometedor: seda fabricada por gusanos mutantes fue publicada originalmente en Xataka por Carlos Prego .