Una araña y una polilla entran en un bar

Publicado por Mario Acosta Millán en

Una araña y una polilla entran en un bar. Una vez dentro, se ponen a discutir sobre quién hace el mejor hilo. La polilla mantiene que su primo el tricóptero hace telas mil veces mejores que la suya, porque se pegan bajo el agua. Así pues, este no es el inicio de ningún chiste, sino de una conversación que podría cambiar el curso de la medicina moderna.

Imagen de un tricóptero (9).

Características de las telas de arañas y tricópteros.

Arañas y tricópteros llevan usando telas para hacer redes durante millones de años. Las arañas pueden producir hasta siete tipos diferentes de hilo. En particular, el hilo que la araña Araneus diadematus usa para los radios de sus redes es de cinco a diez veces más fuerte que otros materiales biológicos como el colágeno o la celulosa. Además, este hilo es más resistente que el acero y seis veces menos denso.

Esquema de los tipos de hilo que producen las arañas (1).

Por otro lado, las larvas de tricópteros viven en ríos y usan su hilo para construir un estuche a partir de las rocas que encuentran, lo cual les protege de los depredadores. Algunos también utilizan este hilo para anclarse al lecho del río o construir redes bajo el agua para cazar insectos. La característica especial de este tipo de hilo es que se adhiere selectivamente a materiales minerales de forma que, incluso bajo el agua, funciona de maravilla.

Redes de captura producidas por larvas de tricópteros del género Hydropsyche (2).

Posibles aplicaciones y desafíos actuales.

Los hilos producidos por arañas y tricópteros son, cuanto menos, revolucionarios.

Pendientes elaborados a partir de estuches de larvas de tricóptero hechos con joyas (8).

Ambos son materiales biocompatibles, esto es, que no hacen daño a nuestras células ni a nuestro organismo. Aparte, son biodegradables, se degradan de forma natural fuera y dentro de nosotros. Estas características hacen posible que, por ejemplo, en el caso de los tricópteros, estos se usen para crear joyería en lo que se conoce como “joyería entomológica”. Por otro lado, también se han investigado varias aplicaciones médicas:

Por ejemplo, se ha investigado el uso de la tela de araña para crear esferas o cápsulas para la distribución de medicamentos por el cuerpo, como si fueran pastillas; o como hidrogeles o películas para ayudar a sanar heridas, como vendas o gasas.

En el caso de los tricópteros, no se ha podido usar la tela en sí misma para fines médicos aún, pero ella ha inspirado la creación de un material similar que se une selectivamente a hueso y que posee una resistencia parecida al cemento de hueso que se usa actualmente para modelar dientes en un dentista.

El único obstáculo al uso extendido de ambos hilos en la medicina es, por supuesto, la producción a gran escala:

Con los tricópteros todavía no hemos encontrado la forma de producirlo en levaduras o bacterias a gran escala y se suelen usar materiales que están basados en su estructura.

En el caso de las arañas, es imposible tener granjas de arañas, ya que son caníbales, por lo que se opta a la producción del hilo en bacterias o levaduras, como se hace con otras proteínas como la insulina. La producción de la proteína del hilo en bacterias, después de su purificación, presenta otro problema: hay que hilar el hilo, y esto tampoco es fácil. Actualmente no existe ningún método para obtener hilo nativo de araña a no ser que sea sacándolo directamente del arácnido. Sin embargo, existen técnicas de hilado capaces de obtener un hilo artificial que se autoensamble para crear las estructuras anteriormente descritas (cápsula, esfera, hidrogel, película). 

Aun así, la producción sigue siendo bastante cara y resultan mejores, de momento, materiales que se inspiran en la estructura del hilo de araña por ser reproducibles a gran escala.

Perspectivas futuras.

En conclusión, por ahora, el uso de hilo generado por insectos, más allá del de seda para vendar heridas, es algo lejano. Pero con más investigación podríamos aspirar a su producción a gran escala y no solo usarlo para tratar heridas, sino en aplicaciones más industriales como para la producción de señales de tráfico, chalecos antibalas, o incluso en moda.

Muchas veces el ser humano olvida que no es el mejor en todo, y no viene mal echar un vistazo de vez en cuando a aquellas especies que llevan poniendo soluciones a sus problemas mucho antes de que pudiéramos levantar un palo para cascar una nuez. Quién sabe, puede que lo que un día empezó como un chiste entre una polilla y una araña, mañana salve vidas.

Imagen de una capa hecha exclusivamente a partir de hilo de la araña Nephila inaurata. Su elaboración fue un proceso de 3 años donde participaron 80 especialistas y 1.2 millones de arañas (7).

Bibliografía.

1.      Eisoldt L, Smith A, Scheibel T. Decoding the secrets of spider silk. Materials Today. 2011 Mar 1;14(3):80–6.

2.      Tszydel M, Zabłotni A, Wojciechowska D, Michalak M, Krucińska I, Szustakiewicz K, et al. Research on possible medical use of silk produced by caddisfly larvae of Hydropsyche angustipennis (Trichoptera, Insecta). J Mech Behav Biomed Mater. 2015 May 1;45:142–53.

3.      Bhagat V, O’Brien E, Zhou J, Becker ML. Caddisfly Inspired Phosphorylated Poly(ester urea)-Based Degradable Bone Adhesives. Biomacromolecules [Internet]. 2016 Sep 12 [cited 2024 May 18];17(9):3016–24. Available from: https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.biomac.6b00875

4.      Jung D, Lee J, Park TY, Yang YJ, Cha HJ. Diverse silk and silk-like proteins derived from terrestrial and marine organisms and their applications. Acta Biomater. 2021 Dec 1;136:56–71.

5.      Eisoldt L, Smith A, Scheibel T. Decoding the secrets of spider silk. Materials Today. 2011 Mar 1;14(3):80–6.

6.      Qin D, Li J, Li H, Zhang H, Liu K. Engineered spidroin-derived high-performance fibers for diverse applications. Volume 17, Issue 2, Pages 492 – 502. 2024 Feb 1;17(2):492–502.

 7.      The Largest Piece of Golden Spider Silk Cloth In The World | Yatzer [Internet]. [cited 2024 Jun 5]. Available from: https://www.yatzer.com/Golden-Spider-Silk

8.      JOYERÍA” ENTOMOLÓGICA | Bichólogo [Internet]. [cited 2024 Jun 15]. Available from: https://micruzbiological.blogspot.com/2014/08/joyeria-entomologica.html

9.      Galicia, P. A. M. (s. f.). TRICÓPTEROS PARA LA PESCA a MOSCA. Available from: https://pescaamoscagalicia.blogspot.com/2017/05/tricopteros-para-la-pesca-mosca.html


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