Hilamos la seda de gusano para cultivar neuronas

Encontrar materiales que puedan ser empleados para implantarlos en un paciente y servir de base al desarrollo de nuevas terapias es una labor de enorme complejidad. De manera un tanto paradójica, gran parte de esta dificultad deriva de la enorme eficiencia de nuestro sistema inmunitario para distinguir entre lo propio y lo ajeno, así como de su capacidad para eliminar cualquier elemento identificado como lo segundo.

En la actualidad, carecemos de un conocimiento suficientemente profundo para determinar si una sustancia inducirá en el organismo una respuesta negativa o, por el contrario, será aceptada y permitirá el tratamiento de alguna patología.

En este contexto, la gran biocompatibilidad de la seda, tanto de gusano como de araña, aparece como una base prometedora sobre la que desarrollar tratamientos para enfermedades que ahora mismo carecen de ellos o para aquellas cuyos tratamientos disponibles no resultan óptimos.

Propiedades de la seda

La seda en su formato natural de fibra posee unas propiedades que igualan y a menudo superan a la de la mayoría de fibras poliméricas artificiales. Esta combinación de propiedades ha llevado al Laboratorio de Biomateriales e Ingeniería Regenerativa de la Universidad Politécnica de Madrid a desarrollar una técnica de hilado –el hilado por flujo deformante o SFS, por sus iniciales en inglés– que permite la producción eficiente de fibras de altas prestaciones a partir de disoluciones de seda.

En este punto es conveniente justificar por qué, partiendo de un material biocompatible y con un buen comportamiento mecánico como la seda natural, es necesario proceder primero a su disolución y, posteriormente, a su hilado a partir de dicha disolución.

La justificación de la preferencia de las fibras regeneradas sobre las naturales se encuentra en tres ventajas fundamentales de las primeras con respecto a las segundas:

  • En primer lugar, es habitual que las fibras naturales contengan algún tipo de elemento contaminante. La presencia de estos contaminantes induce una respuesta inflamatoria, que puede ser suficientemente severa como para requerir la retirada de la prótesis. En las fibras regeneradas, los elementos contaminantes se eliminan durante el proceso de disolución-hilado, de manera que se aprovecha de manera adecuada la extrema biocompatibilidad de la seda.

  • En segundo lugar, la producción de las fibras mediante un proceso de hilado artificial aumenta significativamente su reproducibilidad. Es importante mencionar que la elevada variabilidad de las fibras naturales se ha considerado siempre como un obstáculo para su uso eficiente en diversas aplicaciones.

  • Finalmente, en tercer y último lugar, la posibilidad de trabajar con disoluciones de proteína permite manipular dichas proteínas de manera razonablemente sencilla. Así, es posible unir a las proteínas de la seda otros compuestos con actividad biológica lo que aumenta las posibilidades de éxito de la terapia.

Capullo de gusano de seda. LoggaWiggler/Pixabay

Seda para producir fibras musculares y neuronas

En este momento, se están aprovechando estas excelentes propiedades de las fibras de seda regeneradas para desarrollar terapias en dos áreas biomédicas diferentes.

Por un lado, estamos desarrollando sustitutivos basados en la seda regenerada para tendones y ligamentos y, por otro, estamos empleando las fibras como guías axonales para dirigir el proceso de elongación de los axones neuronales.

Con respecto a la primera aplicación, las propiedades de la seda como biomaterial la convierten en una alternativa prometedora a los procedimientos empleados actualmente que utilizan tendones y ligamentos de donantes. Así, pueden proceder del propio paciente (autotransplante), pero, más frecuentemente, se emplea material de origen cadavérico (alotransplante).

La utilización de tendones y ligamentos de seda regenerada evita la necesidad de inducir una lesión secundaria en el paciente (autotransplante) y elimina la posible escasez de donantes y la transmisión de infecciones del donante al paciente (alotransplante).

El éxito de la aplicación de las fibras de seda como guías axonales también se debe a la combinación de propiedades indicada anteriormente. Se ha observado cómo las neuronas tienen tendencia a adherirse a las fibras de seda situadas en el medio de cultivo. Posteriormente, elongan los axones que conectan las células a través de las vías establecidas por las fibras.

En este caso, las excelentes propiedades mecánicas de las fibras y su capacidad de resistir cargas elevadas hacen que sea factible plantearse a medio plazo la siguiente etapa de guiar los axones neuronales en un modelo animal.

En conclusión, las singulares propiedades de la seda hacen de este material uno de los más prometedores dentro del campo de los biomateriales, habiéndose encontrado al menos dos grupos de patologías en cuyo tratamiento puede tener un papel destacado en el futuro.

En cualquier caso, dichas terapias deben considerarse más como un reflejo de la enorme potencialidad de este material que como las áreas en las que se agotan las aplicaciones de las fibras de seda regeneradas.

Want to write?

Write an article and join a growing community of more than 100,200 academics and researchers from 3,206 institutions.

Register now