Cucs de seda amb gens d'aranya filen una tela sis vegades més resistent que un jupetí antibales

Un equip de científics xinesos ha aconseguit per primera vegada que uns cucs de seda modificats genèticament elaboren fil de seda d'aranya que, a més, és sis vegades més resistent que el kevlar, la fibra sintètica que s'usa per a fabricar jupetins antibales.

L'estudi, publicat aquest dimecres en la revista Matter, és el primer a demostrar una tècnica que podria emprar-se per a fabricar una alternativa ecològica a les fibres sintètiques comercials com el niló.

Actualment, la seda de cuc és l'única fibra de seda animal comercialitzada a gran escala. Segons els autors, gràcies a aquests cucs de seda modificats genèticament, serà possible “una comercialització a gran escala i de baix cost”.

Les fibres sintètiques, que alliberen microplàstics al medi ambient, se solen produir a partir de combustibles fòssils que generen emissions de gasos d'efecte d'hivernacle, per això, el que converteix a la seda d'aranya en una alternativa atractiva i sostenible.

Però copiar a la naturalesa no està exempt de dificultats. Els processos desenvolupats fins ara per a teixir seda d'aranya artificial han tingut dificultats per a aplicar a la seda una capa superficial de glicoproteïnes i lípids que l'ajuden a resistir la humitat i l'exposició a la llum solar, una “capa de pell” antienvelliment que les aranyes apliquen a les seues teles.

Els cucs de seda modificats genèticament plantegen una solució a aquest problema, perquè recobreixen les seues pròpies fibres amb una capa protectora similar.

Pot utilitzar-se com a sutura quirúrgica i en materials intel·ligents

“La seda d'aranya és un recurs estratègic que urgeix explorar”, afirma Junpeng Mi, primer autor de l'estudi i enginyer mèdic de la Universitat de Donghua (Xina).

“El rendiment mecànic excepcionalment alt de les fibres produïdes en aquest estudi és molt prometedor en aquest camp. Aquest tipus de fibra pot utilitzar-se com a sutura quirúrgica, atesa una demanda mundial que supera els 300 milions d'intervencions anuals”, subratlla Mi.

Les fibres de seda d'aranya també podrien fer servir-se per a crear peces més còmodes i tipus innovadors de jupetins antibales i podrien tindre aplicacions en materials intel·ligents, l'exèrcit, la tecnologia aeroespacial i l'enginyeria biomèdica, explica Mi.

Tècniques d'edició genètica

Per a teixir seda d'aranya a partir de cucs de seda, Mi i el seu equip van emprar la tecnologia d'edició genètica CRISPR-Cas9 i centenars de milers de microinjeccions en ous fecundats de cucs de seda per a modificar l'ADN dels cucs i introduir-lo gens d'aranya.

L'equip va saber que l'edició genètica havia tingut èxit quan van observar que els ulls dels cucs de seda brillaven rojos sota el microscopi de fluorescència.

Encara que les microinjeccions van plantejar “un dels reptes més importants” de l'estudi, l'equip va saber que l'edició genètica havia tingut èxit quan van observar que els ulls dels cucs de seda brillaven rojos davall del microscopi de fluorescència.

Els investigadors també necessitaven fer modificacions de “localització” en les proteïnes de la seda d'aranya transgènica perquè interaccionaren adequadament amb les proteïnes de les glàndules dels cucs de seda i garantiren que la fibra es filara correctament.

Per a això, l'equip va desenvolupar un “model d'estructura bàsica mínima” de la seda del cuc de seda. Aquest concepte de “localització” representa un canvi significatiu respecte a investigacions anteriors, per això confiem que la comercialització a gran escala estiga en l'horitzó, conclou l'investigador.