Cómo reparar un corazón roto
Proteínas pegajosas de los mejillones de mar
Si el músculo cardíaco está dañado, reparar el órgano constantemente activo es un desafío. Los investigadores de Empa están desarrollando un nuevo adhesivo tisular inspirado en la naturaleza, que es capaz de reparar lesiones en el tejido muscular. Han aprovechado la increíble capacidad de los mejillones marinos para adherirse a cualquier tipo de superficie.
Inspirado por la Madre Naturaleza: Los mejillones de mar resisten las olas más tormentosas con facilidad. Se aferran a la superficie con hilos de proteína. Los investigadores de Empa están usando esta propiedad para un nuevo pegamento de tejidos para el tratamiento de heridas.
melissamahon, pixabay.com, CC0
En las costas barridas por el viento y las olas, se adhieren estoicamente a las rocas, barcos y embarcaderos: mejillones de mar. Con súper poderes que hacen que el Hombre Araña palidezca, la pata del mejillón se mantiene en la superficie, ya que sus glándulas producen finos hilos que, a diferencia de la seda de araña, se mantienen firmes bajo el agua y, sin embargo, muy elásticos. Dos proteínas, mfp-3 y la particularmente sulfurosa mfp-6, son componentes de esta seda marina. Como proteínas estructurales, son especialmente interesantes para la investigación biomédica debido a sus fascinantes propiedades mecánicas y su biocompatibilidad.
Condiciones desafiantes
Los investigadores del laboratorio "Membranas y textiles biomiméticos" de Empa en St. Gallen han hecho uso de estas propiedades. El equipo de Claudio Toncelli buscaba un pegamento de tejido biocompatible que se adhiriera al corazón palpitante y al mismo tiempo siguiera siendo elástico, incluso en las condiciones más difíciles. Después de todo, si el tejido del músculo cardíaco está dañado, por ejemplo por un ataque cardíaco o un trastorno congénito, las heridas deben poder curarse, aunque el músculo siga contrayéndose.
"En realidad, el colágeno es una base adecuada para el pegamento de las heridas, una proteína que también se encuentra en el tejido conjuntivo y los tendones humanos", dice Toncelli. Por ejemplo, la gelatina consiste en colágeno reticulado que sería muy atractivo para un adhesivo tisular. "La estructura de la gelatina ya se acerca mucho a algunas de las propiedades naturales del tejido conectivo humano", añade. Sin embargo, el hidrocoloide no es estable a la temperatura corporal, sino que se licúa. Así que para desarrollar un material adhesivo que pueda conectar de forma segura las áreas heridas en los órganos internos, los investigadores tuvieron que encontrar una forma de incorporar propiedades adicionales en la gelatina.
Bajo presión
"El pie musculoso del mejillón excreta hilos fuertemente adhesivos, con los que el mejillón puede adherirse a todo tipo de superficies en el agua", explica Toncelli. En esta seda marina, varias proteínas interactúan estrechamente. Inspirados por la solución de la naturaleza para hacer frente a las fuerzas turbulentas bajo el agua, los investigadores equiparon a los biopolímeros de gelatina con unidades químicas funcionales similares a las de las proteínas de la seda marina mfp-3 y mfp-6. Tan pronto como el gel de seda marina de gelatina entra en contacto con el tejido, las proteínas estructurales se entrecruzan entre sí y aseguran una conexión estable entre las superficies de las heridas.
Los investigadores ya han investigado lo bien que se adhiere realmente el nuevo hidrogel en los experimentos de laboratorio que se suelen utilizar para definir las normas técnicas de la denominada resistencia al estallido. "El adhesivo de tejido puede resistir una presión equivalente a la presión sanguínea humana", dice el investigador de Empa Kongchang Wei. Los científicos también pudieron confirmar la extraordinaria compatibilidad tisular del nuevo adhesivo en los experimentos de cultivo celular. Ahora están tratando de avanzar en la aplicación clínica del "pegamento de mejillones".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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