Crean fibras musculares sintéticas para usarlas en textiles

Un equipo científico ha logrado crear músculo sintético en el laboratorio, más resistentes que el algodón, la seda, el nailon o incluso el kevlar (material usado en chalecos antibalas), y que está desarrollado a partir del uso y manipulación de microbios.

Las fibras musculares han sido de interés durante mucho tiempo y los investigadores han tratado de diseñar materiales con propiedades similares a las de los músculos para diversas aplicaciones, como la robótica blanda.

En este nuevo estudio, los científicos de la Universidad de Washington en St. Louis (Estados Unidos) apostaron por hacer directamente músculos sintéticos, sin necesidad de tejidos animales, sino utilizando microbios para conseguirlo, explica Fuzhong Zhang, del departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química.

"Su producción puede ser barata y escalable. Puede permitir muchas aplicaciones en las que la gente había pensado antes, pero con fibras musculares naturales", dijo Fuzhong Zhang.

El equipo ha presentado una solicitud de patente basada en esta investigación, publicada a finales de agosto en Nature Communications.

Polimerizar proteínas dentro de microbios manipulados

En concreto, los investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la citada universidad desarrollaron un método de química sintética para polimerizar proteínas dentro de microbios manipulados (la polimerización es un proceso químico por el que moléculas simples reaccionan entre sí para formar una de mayor peso).

Esto permitió a los microbios producir la proteína muscular de alto peso molecular titina, que luego se hiló en fibras, explica un comunicado de la universidad.

Se trata de uno de los tres principales componentes proteicos del tejido muscular y su gran tamaño molecular es fundamental para sus propiedades mecánicas: "Es la proteína más grande que se conoce en la naturaleza", afirma Cameron Sargent, autor también del artículo.

Proceso de desarrollo: eliminar obstáculos

Para eludir algunos de los problemas que generalmente evitan que los microorganismos produzcan proteínas grandes, el equipo de investigación diseñó bacterias capaces de unir segmentos más pequeños de la proteína en polímeros de peso molecular ultra alto, aproximadamente 50 veces el tamaño de una bacteria promedio.

Luego utilizaron un proceso de hilado en húmedo para convertir las proteínas en fibras, con un diámetro de una décima parte del grosor del cabello humano.

A continuación, el grupo analizó la estructura de estas fibras para identificar los mecanismos moleculares que permiten su combinación única de dureza, resistencia y capacidad de amortiguación, o sus propiedades para disipar la energía mecánica en forma de calor.

Además de la ropa, este material sintético, al ser casi idéntico a las proteínas que se encuentran en el tejido muscular, es presumiblemente biocompatible y, por tanto, podría tener aplicaciones biomédicas, como para suturas o ingeniería de tejidos.

 "La belleza del sistema es que es una plataforma que puede aplicarse en cualquier lugar", apunta Sargent.

Según el científico, se pueden tomar proteínas de diferentes contextos naturales, ponerlas en esta plataforma para su polimerización y crear proteínas más grandes y largas para diversas aplicaciones materiales con una mayor sostenibilidad.

FEW (EFE, WUSTL, Nature Communications)