Desde papel antiguo hasta prendas lujosas y paracaídas, los seres humanos han estado sacando partido de la alta resistencia, ligereza y suavidad de la seda durante miles de años.
Actualmente, los científicos están a punto de aprovechar sus propiedades únicas de una forma totalmente diferente: en el tratamiento de enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson.
Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias han descubierto que la estructura de las fibrillas de seda en telas de araña y capullos de gusanos de seda es muy similar a la de las placas amiloides, es decir, acumulaciones de proteínas destructoras de células, que se forman en el cerebro de las personas que padecen Alzheimer.
Las amiloides provocan la producción de placas tóxicas que atacan las células cerebrales. Pero los estudios realizados por la doctora Ulyana Shimanovich, investigadora principal en el Instituto Weizmann, están tratando de determinar si estas proteínas pueden transformarse en biomateriales que sean capaces de curar las células, en lugar de dañarlas.
"En el caso de trastornos neurodegenerativos, estas proteínas tienden a combinarse por sí mismas y a formar fibras. Un proceso similar de autocombinación ocurre con la seda", señala Shimanovich.
Esta investigadora y su equipo ya han identificado qué origina el proceso de mutación en la seda. Resulta que los cambios están controlados por el animal que la teje, ya sea una araña o un gusano de seda.
La siguiente tarea es precisar qué causa cambios similares en la estructura de la proteína que se forma en el cerebro.
"Estamos intentando entender cómo la naturaleza utiliza el mismo mecanismo para producir fibras similares, pero la acción de estas fibras en términos de su efecto en células vivas es completamente diferente", explica Shimanovich.
Intentar resolver este interrogante es cada vez más urgente: la demencia afecta a 47 millones de personas en todo el mundo, con un coste anual estimado de 605.000 millones de dólares. Se pronostica que, para 2050, el número de personas con demencia será casi el triple, ya que la extensión de la enfermedad se acelerará a medida que la población mundial envejece rápidamente.
Aunque el equipo de Shimanovich ha hallado que las proteínas de seda producidas por gusanos de seda pueden detener la producción de placas amiloides en el cerebro humano, este es solo el primer paso de una larga batalla.
La proteína no destruye la aglomeración de amiloides que ya se han formado.
La solución a este problema no está en las arañas ni en los gusanos de seda, sino quizás en llamas y camellos.
La razón es que estos animales poseen fragmentos de anticuerpos especiales conocidos como nanocuerpos, que son capaces de destruir fibras totalmente formadas –sustancias que también podrían aplicarse de manera efectiva en la batalla contra los trastornos neurodegenerativos en seres humanos.
Una dificultad radica en que, en la naturaleza, estos nanocuerpos dejan de estar activos cuando se exponen al tipo de condiciones de calor y acidez en las que se producen las placas amiloides. Por suerte, según la explicación de Shimanovich, la seda puede ayudar a superar dicha dificultad estabilizando los nanocuerpos en forma de moléculas independientes.
Hasta el momento, esta técnica ha funcionado en el matraz de reacción, empleando moléculas de proteína de seda extraídas directamente de glándulas de gusanos de seda y nanocuerpos producidos por bacterias E. coli modificadas genéticamente según el código genético recogido de llamas y camellos.
Seguidamente, el complejo seda-nanocuerpo se convirtió en la partícula y se probó en las placas amiloides pertinentes.
"Estamos haciendo ensayos con nuestras partículas en células humanas, pero no en el cuerpo humano completo, ya que el proceso en organismos vivos es mucho más complejo", comenta Shimanovich. "El mayor reto ahora es la complicidad del organismo vivo; de célula a célula, las condiciones van cambiando, por lo que debemos tener en cuenta todas estas dinámicas".
Los investigadores del Instituto Weizmann también deben determinar el momento óptimo para introducir la cura para conseguir el máximo efecto y afinar la receta en respuesta al hecho de que diferentes enfermedades neurodegenerativas producen aglomeraciones de proteínas fibrosas ligeramente diferentes.
Este éxito podría suponer un gran paso hacia el desarrollo de nuevas terapias a nanoescala como microrreactores que proporcionan medicación de acción gradual o nanofibrillas, cuyas propiedades antibacterianas pueden utilizarse para combatir la infección.
Es probable que pasen otros 10 años antes de que la solución se haya perfeccionado y probado suficientemente para emplearse en personas reales. Pero si la ciencia funciona, el know-how obtenido a partir de gusanos de seda y llamas puede prolongar las vidas de millones de personas y recortar el gasto en sanidad.
