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Arañas: ¿cómo fabrican sus telarañas?

¿Cómo fabrican las arañas unas fibras tan resitentes y elásticas a partir de las sustancias solubles que almacenan en sus glándulas? Dos equipos de científicos europeos tratan de responder esta curiosa pregunta con sus estudios. 

Telas de arañas

Elásticas, sedosas, resistentes, hasta ahí todo conocido. Un grupo de investigadores de las universidades Complutense de Madrid (UCM), de Oslo (Noruega), y de Uppsala (Suecia) presentan en la prestigiosa revista Nature el componente principal de las telarañas que se trata de una estructura tridimensional de una de las regiones -denominada 'dominio N-Terminal'- de las proteínas que componen la seda, las espidroínas. 

"El dominio N-Terminal regula el ensamblaje de las fibras de seda, de manera que previene la prematura agregación de la espidroína y dispara su polimerización cuando baja el pH en el extremo de la glándula Ampulácea (donde se sintetizan y secretan estas proteínas)", explica Cristina Casals, catedrática de Bioquímica y Biología Molecular de la UCM y coautora del estudio.

¿De dónde sacan el material?

La glándula Ampulácea mayor está situada en el extremo del abdomen del cuerpo de la araña, y en ella se acumulan en altas concentraciones las proteínas de la seda. Según avanzan a lo largo de la glándula, las largas moléculas de espidroína se organizan hasta formar un verdadero cristal líquido. A poca distancia de la salida al exterior se convierte bruscamente en una fibra sólida e insoluble. Hasta ahora era un misterio cómo se produce la rápida transición desde proteína soluble (mientras está dentro de la glándula secretora) a insoluble (justo antes de salir al exterior). Todo parece indicar que se debe a la regulación que ejercen los cambios de pH sobre el dominio N-terminal. Para realizar esta investigación los científicos han trabajado con la tela de la araña africana Euprosthenops australis.

Al otro lado del mar Mediterráneo se encuentra otra especie muy común en Europa, la araña de jardín Araneus diadematus, realizado por investigadores de la Universidad Técnica de Múnich, Universidad Bayreuth y el Instituto Max-Planck, en Alemania. Este equipo se ha centrado en otra región de las proteínas de la seda, el dominio C-terminal, cuyo estado estructural actúa como un interruptor entre las formas de almacenamiento y de montaje de la proteína, en respuesta a estímulos químicos o mecánicos.

Más fuertes que el acero

Las fibras de seda de araña son mucho más resistente que un cable de acero de similar grosor y muchísimo más elásticas, ya que puede estirarse hasta 135% de su longitud original sin romperse. Esta seda también es tres veces más resistente que las fibras sintéticas más avanzadas que hoy se conocen, y hasta ahora no se ha logrado producir nada parecido.

"La elevada elasticidad y la altísima resistencia a la tracción de la seda de araña natural no tienen parangón, ni siquiera con las fibras producidas a partir de proteínas de seda de araña pura", expone el profesor Horst Kessler, de la Universidad Técnica de Múnich.

¿Se podría fabricar de manera artificial?

El grupo alemán ya está tratando de desarrollar una hileras artificiales, e intentan fabricar un dispositivo de hilado biomimético, dentro del marco de un proyecto conjunto desarrollado junto a socios industriales y patrocinado por el Gobierno Federal de Alemania. Las aplicaciones potenciales de este compuesto que imite la seda de las arañas son incontables, desde su empleo como material de sutura quirúrgica reabsorbible, hasta su aprovechamiento como fibras técnicas en la industria de la automoción.

“La producción biotecnológica de las fibras, que son más fuertes que el acero y más elásticas que el nylon, tiene múltiples aplicaciones no solo a nivel industrial, sino también biomédicas. Fibras similares a la seda formadas por espidroína recombinante, generan un material biocompatible de gran utilidad en cultivos celulares y medicina regenerativa”, destaca Cristina Casals. La investigadora reconoce que todavía no existe ningún material similar a las fibras de las arañas fabricado por el hombre, pero confía "en que pronto se podrá conseguir”.

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