Curar los nervios con seda de araña
Las fibras de seda de araña Janus podrían atraer a las células nerviosas y estimular su crecimiento
La seda de araña tiene un enorme potencial en la medicina regenerativa gracias a que es una fibra natural resistente, estable y biodegradable. Los investigadores han producido ahora fibras de seda de araña de doble cara, que podrían proporcionar a las células nerviosas o musculares dañadas una plataforma para su crecimiento. Según informan los investigadores en la revista Angewandte Chemie, una de las caras de las fibras es apta para la adhesión celular, mientras que la otra podría utilizarse para fijar factores u otras sustancias.
© Wiley-VCH
La seda de araña no es tóxica, es biocompatible y prácticamente no atrae microbios. Estas propiedades la convierten en un candidato ideal como medio de soporte para el crecimiento de las células nerviosas. Sin embargo, en la forma original de la seda de araña, este proceso puede llevar mucho tiempo y requiere complicados pasos de preparación. Teniendo esto en cuenta, el científico de materiales Thomas Scheibel, de la Universidad de Bayreuth (Alemania), junto con su equipo, optimizó el producto natural en más de una forma simultánea, utilizando un enfoque biotecnológico.
El equipo de Scheibel produjo seda de araña utilizando un microorganismo modificado genéticamente. "Esto nos da ventajas en términos de calidad", explica Scheibel, "y permite modificar las proteínas". El equipo no sólo modificó una proteína de la seda de araña, sino que produjo fibras de seda de araña Janus que contienen dos proteínas optimizadas de forma diferente en un mismo material.
Las fibras Janus reciben su nombre del famoso dios romano gracias a sus dos "caras" o lados. Una de las caras de las fibras se formó a partir de una proteína de seda de araña en la que el equipo sustituyó un solo aminoácido. Esto invirtió la carga neta (de negativa a positiva) de la proteína: "la superficie del material se vuelve entonces más atractiva para las células", explica Scheibel.
La otra cara de las fibras se formó con una proteína de seda de araña a la que el equipo añadió el aminoácido cisteína. La adición de cisteína permite emplear la "química de clic", un método de funcionalización de materiales en el que los socios de la reacción reaccionan tan fácilmente entre sí que es como si se hubieran "encajado".
El equipo produjo un material fibroso hidrosoluble de dos caras mediante electrospinning, que consiste en extraer un hilo de una solución proteica en un campo eléctrico. El tratamiento posterior produjo las fibras de seda de araña Janus como un material cristalino e insoluble. A continuación, la fibra se recubrió específicamente en una de sus caras con nanopartículas de oro mediante química de clic, lo que hizo que la seda de araña fuera conductora de la electricidad, permitiendo medir directamente el éxito de la modificación.
Las fibras de seda de araña Janus recubiertas con nanopartículas de oro podrían utilizarse para estimular el crecimiento de las células musculares. "Los músculos se excitan mediante impulsos eléctricos, que podrían producirse utilizando un 'cable de oro' hecho de fibras de seda de araña", explica Scheibel. Sin embargo, otras modificaciones podrían ser aún más prometedoras; los investigadores también están investigando la adhesión de factores de crecimiento mediante la química del clic. Éstos no sólo favorecerían la adhesión de las células a la superficie, sino también un crecimiento más rápido y específico de las células nerviosas a lo largo de la férula.
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