Algunos animales son capaces de “pegarse” literalmente a cualquier superficie, creando un tipo de cemento natural que resulta más que cautivador para los científicos.
Los pescadores que capturan mejillones en las rocas deben saber mejor que nadie las propiedades de este adhesivo, pero son los investigadores de Illinois los que han dado con la fórmula secreta de este pegamento natural.
Imitando el adhesivo de los mejillones
El equipo de investigación, que hoy publicó sus hallazgos en la revista American Chemical Society, pensó en organizar los aminoácidos de los mejillones en lugar de solo copiarlos como un patrón. Así, descubrió ocho proteínas que utilizan los moluscos para cubrir sus “pies” y adherirse a las superficies.
Estos polímeros elásticos y pegajosos similares al pegamento son llamados proteínas de repetición en tándem (TRP), y existen en otras especies de la naturaleza, no solo en los mejillones. De hecho, pueden extraerse de las alas y patas de los insectos para su posterior manipulación.
Los científicos tomaron estas proteínas en paralelo con un polímero sintético, y obtuvieron como resultado un péptido curvado similar a las proteínas PLP de nuestro Sistema Nervioso Central. Solo que en este caso el péptido era pegajoso y elástico, como pegamento.
Un pegamento sintético que superó a su maestro mejillón
Para probar la eficacia del nuevo material, los investigadores aplicaron este pegamento en placas de vidrio a las que luego le pegaron células de mejillón. Al cabo de un minuto, decidieron lavarlas y ver cuántas células se habían quedado adheridas a la superficie. Este es el proceso tradicional que siguen los laboratorios para probar la eficacia de un pegamento.
Curiosamente, el PLP celular que crearon mantuvo a casi la totalidad de las células adheridas al vidrio. Un resultado que superó por mucho a la potencia del cemento natural de los mejillones que estaban replicando.
“No teníamos la intención de mejorar las propiedades del mejillón. Solo pretendíamos imitarlo. Pero cuando lo probamos en varios ensayos, en realidad obtuvimos mejores propiedades que el material nativo”.
Or Berger, químico en la Universidad de Northwestern en Illinois
¿Es realmente útil como pegamento?
Nathan Gianneschi, encargado del proyecto, aseguró que este nuevo polímero podría usarse en múltiples contextos. Por ejemplo, como un adhesivo biomédico para huesos y tejidos, que ayude a mantener las moléculas en su lugar durante el proceso de curación.
“Un péptido sintético como este podría insertarse en una columna vertebral apretada y mantenerla firme en segundos”.
Nathan Gianneschi, director del Instituto Internacional de Nanotecnología
Asimismo, podría ser utilizado como el pegamento orgánico de muchas estructuras nanotecnológicas que se inyectan actualmente en el cuerpo para combatir enfermedades. De esta manera, es posible que el riesgo de infección desaparezca entre los pacientes.
En este sentido, el pegamento sintético que empezó siendo una mera imitación de los mejillones, podría ahora abordar los problemas biológicos más graves que sufre la medicina moderna.
Bien es cierto que no es el primer caso de un pegamento inspirado en moluscos, pero esperemos que sea el primero de muchos avances bioquímicos para mejorar los materiales científicos a futuro.
Referencias:
Mussels’ underwater glue inspires synthetic cement https://phys.org/news/2022-03-mussels-underwater-synthetic-cement.html
Mussel Adhesive-Inspired Proteomimetic Polymer https://doi.org/10.1021/jacs.1c10936