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¿Es verdad que la telaraña tiene propiedades curativas? Un estudio lo desmitifica

lunes, octubre 25th, 2021

Los investigadores decidieron explorar los estudios anteriores que retoman el mito y descubrieron varias inconsistencias, por lo que realizaron sus propios análisis al respecto.

Madrid, 25 de octubre (Europa Press).- La seda de las telas de araña ha sido usada como remedio para tratar desde lesiones cutáneas hasta verrugas durante siglos desde la antigua Roma por sus supuestos efectos antibióticos, pero los investigadores han revisado ahora antiguos experimentos y desmienten ese mito de la tela de araña antibiótica, según publican en la revista iScience.

En el pasado, los médicos cubrían las heridas abiertas con telas de araña o aconsejaban a los pacientes que colocaran los capullos sobre los dientes infectados. Sin embargo, en los tiempos modernos, la literatura contiene informes contradictorios sobre si la seda de araña tiene o no propiedades antimicrobianas.

“La seda de araña siempre ha sido admirada y casi tiene un estatus mítico –explica la autora principal, Trine Bilde, profesora de biología en la Universidad de Aarhus, en Dinamarca–. Es uno de esos mitos que parece haberse establecido por creencia y no por un fuerte apoyo empírico”.

Desde que se informó por primera vez de las propiedades antimicrobianas de la seda de araña, los investigadores han propuesto formas en las que las arañas podrían beneficiarse. En el caso de las arañas sociales que viven en grandes grupos, se ha pensado que la seda antibiótica podría ayudar a prevenir la propagación de la infección entre los individuos. Estas arañas tienen un sistema inmunitario debilitado por la endogamia, por lo que son especialmente vulnerables a las infecciones.

Al principio de su investigación, Bilde y su grupo de investigación empezaron a dudar de la validez de lo que habían leído en la literatura. “No pudimos detectar la actividad antimicrobiana de la seda de araña social, independientemente del método o del microbio, y esto nos hizo sentir curiosidad por saber por qué otros estudios sí pudieron hacerlo –añade-. Entonces empezamos a escudriñar con detalle los artículos que informaban de la actividad antimicrobiana y nos dimos cuenta de las deficiencias metodológicas”.

Los investigadores identificaron dos categorías de deficiencias en la literatura ya publicada: por un lado, el riesgo de contaminación bacteriana y, por otro, el control inadecuado del disolvente utilizado para extraer la seda de araña.

El equipo demostró que los informes anteriores probablemente estaban comprometidos, por ejemplo, por haber medido el efecto del disolvente utilizado para extraer la seda de araña en lugar de la propia seda de araña. Disolventes como la acetona o el acetato de etilo pueden tener fuertes efectos antimicrobianos por sí mismos.

Pruebas de actividad antimicrobiana de la seda de araña. Foto: SimonFruergaard et al., The myth of antibiotic spider silk, iScience, junio 2021

En general, el equipo de Bilde examinó la seda de siete especies diferentes de arañas utilizando métodos experimentales mejorados y no encontró signos de actividad antimicrobiana. Aunque esto no descarta la actividad antimicrobiana de todas las especies de arañas, pone en duda todos los informes anteriores.

“En lugar de asumir que la seda de araña es antimicrobiana, ahora deberíamos asumir que no lo es –dice Bilde–. Todavía podemos probar la idea en nuevas especies y con nuevos organismos, pero con un punto de partida más cauteloso”.

Las arañas utilizan su seda para proteger sus huevos, que ofrecen un alto contenido nutricional a los microbios. Bilde propone que, en lugar de alejar las amenazas microbianas con una actividad antimicrobiana intrínseca, la envoltura de seda que rodea los huevos podría funcionar sólo como una barrera física.

Investigadores descubren que la tela de araña es tan fuerte que sirve como músculo robótico

lunes, marzo 4th, 2019

El nuevo hallazgo es que los hilos de la tela de araña no solo se contraen, sino que también se enroscan al mismo tiempo, lo que proporciona una fuerte fuerza de torsión.

Madrid, 4 de marzo (EuropaPress).- La tela de araña, ya conocida como uno de los materiales más fuertes por su peso, parece tener otra propiedad inusual para nuevos tipos de músculos artificiales o actuadores robóticos.

Según un nuevo estudio, las fibras elásticas responden de manera muy fuerte a los cambios en la humedad: por encima de un cierto nivel de humedad relativa en el aire, de repente se contraen y giran, ejerciendo suficiente fuerza para ser competitivas con otros materiales que se exploran como activadores, dispositivos que se mueven para realizar alguna actividad, como controlar una válvula.

La tela de araña ya es conocida por su excepcional relación fuerza-peso, su flexibilidad y su tenacidad o resistencia. Varios equipos de todo el mundo están trabajando para replicar estas propiedades en una versión sintética de la fibra basada en proteínas. Foto: Margarito Pérez Retana, Cuartoscuro

Los hallazgos se publican en la revista Science Advances, en un documento del profesor Markus Buehler, director del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), junto con la ex postdoctoral Anna Tarakanova y la estudiante de pregrado Claire Hsu en el MIT; Dabiao Liu, profesor asociado en la Universidad de Ciencia y Tecnología Huazhong en Wuhan, China; y otros seis científicos.

Los investigadores descubrieron recientemente una propiedad de la tela de araña llamada supercontracción, en la cual las fibras delgadas pueden contraerse repentinamente en respuesta a los cambios en la humedad. El nuevo hallazgo es que los hilos no solo se contraen, sino que también se enroscan al mismo tiempo, lo que proporciona una fuerte fuerza de torsión. “Es un fenómeno nuevo”, dice Buehler en un comunicado.

“Encontramos esto por accidente inicialmente –dice Liu–. Mis colegas y yo queríamos estudiar la influencia de la humedad en la tela de la araña actuando como arrastre”. Para hacerlo, suspendieron un peso de la tela para hacer una especie de péndulo y lo encerraron en una cámara donde podían controlar la humedad relativa en su interior. Cuando aumentamos la humedad, el péndulo comenzó a rotar. Estaba fuera de nuestras expectativas. Realmente me sorprendió”.

El equipo probó una serie de otros materiales, incluido el cabello humano, pero no encontró movimientos de torsión en los otros que probaron y Liu dice que comenzó a pensar de inmediato que este fenómeno “podría usarse para los músculos artificiales”. “Esto podría ser muy interesante para la comunidad robótica”, afirma Buehler, como una nueva forma de controlar ciertos tipos de sensores o dispositivos de control. “Es muy preciso en cómo puedes controlar estos movimientos controlando la humedad”, añade.

PLEGAMIENTO DE UN BLOQUE DE CONSTRUCCIÓN DE PROTEÍNAS

La tela de araña ya es conocida por su excepcional relación fuerza-peso, su flexibilidad y su tenacidad o resistencia. Varios equipos de todo el mundo están trabajando para replicar estas propiedades en una versión sintética de la fibra basada en proteínas. Aunque se desconoce el propósito de esta fuerza de torsión, desde el punto de vista de la araña, los investigadores creen que la supercontracción en respuesta a la humedad puede ser una forma de asegurarse de que una telaraña esté tensa en respuesta al rocío de la mañana, tal vez protegiéndola de daños y caídas y maximizando su capacidad de respuesta a la vibración para que la araña sienta su presa.

“No hemos encontrado ningún significado biológico” para el movimiento de torsión, dice Buehler. Pero a través de una combinación de experimentos de laboratorio y modelos moleculares por ordenador, el equipo ha podido determinar cómo funciona el mecanismo de torsión. Resulta que se basa en el plegamiento de un tipo particular de bloque de construcción de proteínas, llamado prolina.

La investigación de ese mecanismo subyacente requería un modelado molecular detallado, realizado por Tarakanova y Hsu. “Tratamos de encontrar un mecanismo molecular para lo que nuestros colaboradores estaban encontrando en el laboratorio”, explica Hsu. “Y en realidad encontramos un mecanismo potencial”, basado en la prolina. Demostraron que, con esta estructura de prolina particular en su lugar, siempre se producía la torsión en las simulaciones, pero sin ella no había torsión.

“La tela de araña es una fibra de proteína –explica Liu–. Está hecha de dos proteínas principales, llamadas MaSp1 y MaSp2”. La prolina, crucial para la reacción de torsión, se encuentra dentro de MaSp2, y cuando las moléculas de agua interactúan con ella interrumpen sus enlaces de hidrógeno de manera asimétrica causando la rotación. La rotación solo va en una dirección, y tiene lugar en un umbral de alrededor del 70 por ciento de humedad relativa.

“La proteína tiene una simetría rotacional incorporada”, dice Buehler. Y a través de su fuerza de torsión, hace posible “una nueva clase de materiales”. Ahora que se ha encontrado esta propiedad, sugiere, tal vez se pueda replicar en un material sintético. “Tal vez podamos hacer un nuevo material de polímero que pueda replicar este comportamiento”, dice Buehler.

“La propensión única de la seda de araña a someterse a supercontracción y exhibir un comportamiento de torsión en respuesta a desencadenantes externos, como la humedad, puede explotarse para diseñar materiales sensibles a base de seda que pueden ajustarse con precisión en la nanoescala”, dice Tarakanova, quien ahora es profesor asistente en la Universidad de Connecticut, Estados Unidos.

“Las aplicaciones potenciales son diversas: desde robots y sensores blandos impulsados por la humedad, hasta textiles inteligentes y generadores de energía verde”, plantea este experto. Además de los posibles músculos artificiales, el hallazgo también podría conducir a sensores precisos de humedad.