miércoles, 11 de marzo de 2015

Científicos españoles multiplican por 10.000 el grosor de la seda de araña

AGENCIA SINC

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han creado una superfibra de araña estirando directamente la glándula que la produce, mediante una antigua metodología que se usó con los gusanos de seda. La nueva hebra tiene una sección 10.000 veces mayor que la seda natural del arácnido, por lo que puede soportar cargas mucho mayores. El avance ayudará a desvelar los secretos de este material y podría aplicarse en el desarrollo de nuevos tejidos biomédicos.

La tradición de sumergir gusanos de seda en vinagre y sal para fabricar, por simple estiramiento, las llamadas hijuelas’ o hebras de seda se mantuvo en la región de Murcia hasta mediados del siglo XX. Con la llegada del nailon y otras fibras sintéticas, esta técnica cayó en el olvido en los años 60, pero ahora ingenieros de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) la han recuperado para aplicarla a las glándulas productoras de seda de la araña africana Nephila inaurata.

El método consiste en extraer su glándula –un material semifluido o ‘moco’ con forma de ánfora de 2 mm de largo–, sumergirla en una solución con agua y ácido acético durante menos de tres minutos y, finalmente, estirarla con tensores hasta conseguir un fragmento uniforme de hasta 80 mm.

El resultado es una gruesa fibra con un diámetro que oscila entre las 30 y 240 micras, lo que permite alcanzar una sección 10.000 veces mayor que la natural de araña, que puede ser inferior a una micra.

“Este aumento implica que cada hebra individual llega a soportar una carga de hasta medio kilo, un valor muy superior al de las de las fibras naturales”, destaca José Pérez Rigueiro, profesor de la UPM y coautor de este trabajo que publica Scientific Reports. Debido a su pequeño diámetro, la seda de araña hilada por el animal rompe con una carga de 10 a 20 milinewton (mN), mientras que la hijuela lo hace con una cifra récord de 5.500 mN, un valor que el equipo espera superar este año.

A pesar de aguantar esas cargas, el investigador reconoce que la fibra natural es mucho más eficiente, ya que cuanto más fino es el hilo, mejores son sus propiedades por tener menos margen para el error: “Por ejemplo, una fibra de 100 micras puede presentar un defecto en 10 micras, pero en una de una micra no puede tener ninguno; así que las hijuelas no logran la gran eficiencia de las sedas de arañas, pero lo compensan con su grosor”.

“Lo sorprendente es que con un proceso tan simple, salvamos el desconocido proceso de hilado de la araña que nos mantenía atascados a los científicos, y obtenemos directamente unas fibras con esas propiedades sorprendentes”, destaca Pérez Rigueiro.

Otra de las ventajas que tiene la seda y las hijuelas de araña es la posibilidad de revertir sus propiedades al estado inicial. Su estado base se consigue sumergiendo las fibras en agua, alcanzando así unas determinadas característica. Después se pueden ‘dar de sí’, pero si se las vuelve a sumergir en agua, se las deja que se ‘supercontraigan’ y se secan de nuevo, se recuperan las mismas propiedades que tenían al principio.

Futuras mejoras y aplicaciones en ingeniería de tejidos

El profesor apunta que no es previsible que se pueda aplicar esta técnica directamente debido a su bajo rendimiento. Además, exige sacrificar las arañas –algo que preferiría evitar–, y la disección de las glándulas está solo al alcance de habilidosos zoólogos; en este caso, el investigador chino Ping Jiang.

Aun así, esta metodología puede tener aplicaciones futuras en la ingeniería de tejidos, como un ‘andamio’ que sirva de soporte para regenerar aquellos que estén dañados. Los autores destacan que, de momento, la importancia del método “es enorme a la hora de entender cómo se forma el hilo de araña”, el más resistente conocido, aunque con un tamaño diez veces inferior al de un cabello humano.

“Es lo que se llama biomimetismo, es decir, no se trata de copiar exactamente cómo hila la araña, sino aprender hasta sus últimos detalles para que, por ingeniería genética, se fabriquen las proteínas implicadas y puedan ser empleadas en un sistema similar”, concluye Perez Rigueiro.

Referencia bibliográfica:
- Ping Jiang, Núria Marí-Buyé, Rodrigo Madurga, María Arroyo-Hernández, Concepción Solanas, Alfonso Gañán, Rafael Daza, Gustavo R. Plaza, Gustavo V. Guinea, Manuel Elices, José Luis Cenis, José Pérez-Rigueiro. “Spider silk gut: Development and characterization of a novel strong spider silk fiber”. Scientific Reports 4: 7326, Diciembre 2014. Doi:10.1038/srep07326.

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