La biotecnología tiene aplicaciones importantes, sabe aprovechar la capacidad de crear moléculas complejas que poseen los organismos vivos, algo que se a visto claramente en esta ultima década.Los últimos avances permiten, entre otras muchas cosas, obtener resistentes fibras de seda de araña a partir de la ingeniería genética.
Las fibras de seda de araña constituyen un material enormemente atractivo para la ingeniería genética(no se conocen especies de araña que no produzcan seda),en si, es un fluido que se solidifica al contacto con el aire, es una disolución concentrada de proteínas, cuya estructura se transforma justo antes de salir,convirtiendose en una forma insoluble que rápidamente se deshidrata y contituye la fibra de seda. Esta proteina de la seda se le llama fibroína, que se producen unas glándulas epiteliales modificadas, situadas en el extremo posterior del cuerpo de la araña.
Su elevada resistencia y deformabilidad constituyen un gran puerta a innovaciones tecnológicas ampliamente sustentables.Una fibra de seda es mucho más resistente que un cable de acero de similar grosor, y muchísimo más elástica.A su vez,la singular estructura molecular de las fibras de seda permite que puedan estirarse hasta veinte veces su tamaño sin romperse. El equivalente artificial más parecido, el Kevlar, la fibra sintética de la que se fabrican los chalecos anti-balas, es tres veces menos resistente y de mucho menor elasticidad que la seda de araña, tine un elevado costo de producción y su fabricación implica el uso de altas presiones y temperaturas,así como disolventes ácidos, altamente contaminantes.
Los intentos de criar arañas en granjas, del mismo modo que se crían los gusanos de seda, han resultado siempre desastrosos, dado el carácter agresivo y territorial de prácticamente todas las especies de arácnidos. Además, la araña recicla su telaraña, y está continuamente comiéndose las sedas que se han quedado viejas, para aprovechar su contenido en proteínas. Por tanto, si se desea obtener gran cantidad de seda para fines comerciales, es necesario recurrir a soluciones biotecnológicas, intentando su fabricación mediante otro tipo de organismo, más adecuado para su crianza y que no destruya la seda que produzca.
Sin embargo, los científicos de Nexia Biotechnologies, una compañia en Montreal,Canadá, intentaron una idea mucho más ambiciosa basándose en las semejanzas que existen entre las células productoras de seda de las arañas y las células productoras de leche de los mamíferos. Ambos tipos celulares proceden de células epiteliales, modificadas con el fin de fabricar grandes cantidades de proteína y segregarlas al exterior. Las diferencias sólo se hallan en la forma de las células, ya que la maquinaria enzimática de fabricación, modificación y secreción de proteínas es común para todos los animales. A nivel bioquímico, los mamíferos estamos mucho más cerca de los artrópodos de lo que solemos estar dispuestos a admitir, y las células epiteliales de cabra, adecuadamente modificadas, son capaces de fabricar la proteína de la seda con tanta eficacia como las células epiteliales de araña.
Cabras-Arañas
Nexia es uno de los líderes mundiales en biotecnología de animales, y hace un par de años, había desarrollado una estirpe de cabras de rápido crecimiento denominadas cabras BELE (Breed Early - Lactate Early, o "crianza rápida - producción de leche rápida"). "Bele" es una palabra de origen bantú, que designa las ubres de las vacas y cabras, y también significa "ternura" o "suavidad", una denominación adecuada para las pequeñas cabras de Nexia, que alcanzan la madurez sexual cuando tienen de 3 a 6 meses de edad (a diferencia de los 8 meses mínimos requeridos en las razas normales) y son de menor tamaño que las cabras habituales, por lo que requieren menores cantidades de alimento. Las cabras BELE se criaron con destino a la fabricación industrial rentable de grandes cantidades de proteínas y otros compuestos en la leche. La fibroína de la seda de araña será la primera de estas proteínas, si bien la empresa tiene en proyecto aplicar el mismo método a la producción de otras proteínas de interés comercial, tales como insulina, colágeno, hormona del crecimiento, factores de coagulación sanguínea o anticuerpos monoclonales. Las posibilidades son casi infinitas.
El BioSteel® es un producto creado de la combinación transgénica animal-animal es cinco veces más duro que el acero, tres veces más resistente que las fibras sintéticas, tiene un tacto sedoso y, además, es biodegradable. Dicho en otras palabras la explicación anterior acerca del proceso del BioSteel, aislaron al gen que codifica a la proteína de la seda de una araña, una de las substancias más fuertes y más elásticas que se conocen. Luego, se inserta a este gen en el genoma de un óvulo de cabra antes de que fuera fertilizado. Cuando las cabras transgénicas maduraron, produjeron leche que contenía a la proteína que codifica a la seda de la araña. La fibra creada artificialmente a partir de esta proteína de seda tiene varios usos potenciales de valor, tales como la producción de chalecos antibalas de bajo peso, gran fortaleza y gran suavidad. Otros usos industriales y médicos incluyen componentes más fuertes para la industria automotriz y aeroespacial y suturas más fuertes y biodegradables para cerrar heridas.
Nexia ha conseguido, hasta ahora, obtener células epiteliales mamarias de cabra con el gen insertado, capaces de producir estas fibras biosintéticas. Para dar el paso hacia una cabra transgénica, el núcleo celular modificado se inyectará, empleando las técnicas recientemente desarrolladas de clonación de mamíferos, en un embrión de cabra, que a su vez se implanta en el útero una cabra adulta para que se lleve a cabo su desarrollo. El animal que nacerá será una cabra transgénica, modificada para que la leche que produzca cuando sea adulta contenga grandes cantidades de fibroína, a partir de la cuál se obtendrán fibras de seda de araña. Estas fibras se podrán hilar mediante los métodos convencionales de la industria textil, para obtener tejidos de elevada elasticidad y resistencia con interesantes aplicaciones médicas, tecnológicas y militares.
Nexia ha conseguido, hasta ahora, obtener células epiteliales mamarias de cabra con el gen insertado, capaces de producir estas fibras biosintéticas. Para dar el paso hacia una cabra transgénica, el núcleo celular modificado se inyectará, empleando las técnicas recientemente desarrolladas de clonación de mamíferos, en un embrión de cabra, que a su vez se implanta en el útero una cabra adulta para que se lleve a cabo su desarrollo. El animal que nacerá será una cabra transgénica, modificada para que la leche que produzca cuando sea adulta contenga grandes cantidades de fibroína, a partir de la cuál se obtendrán fibras de seda de araña. Estas fibras se podrán hilar mediante los métodos convencionales de la industria textil, para obtener tejidos de elevada elasticidad y resistencia con interesantes aplicaciones médicas, tecnológicas y militares.
"Crear un material que tenga las propiedades de la seda de la araña ha sido , durante mucho tiempo , el Santo Grial de la Ciencia", asegura Jeffrey Turner, presidente de Nexia Biotechnologies.
El merito de Nexia Biotechnologies reside en manipular la cadena de ADN de las cabras para retirar uno de sus 70.000 genes y sustituirlo por otro de araña. Actualmente ya se encuentra en una mayor producción el BioSteel,ocupando mas cabras para la producción.
Utilidad
Las aplicaciones del BioSteel , según lo informa Nexia. Uno de los campos en los que se ulilizará este material es en la cirugía, donde estas fibras sustituirán a los actuales hilos de sutura, especialmente en el campo de la micro cirugía.
De igual forma este Bioacero se utilizará para producir selladores para la reparación de arterias dañadas, así como sustancias adhesivas para soldar tejidos desgarrados.
En el terreno militar ofrece buenas perspectivas para el BIoSteel, se informa que esta fibra será utilizada en los equipos antibalas como sustituto del Kevlar.
Las ventajas que ofrece el BioSteel respecto a este último material son: mayor ligereza, mayor elasticidad, mayor resistencia frente a los proyectiles de alta velocidad, menor estorbo para el usuario y, sobre todo, un proceso de producción muy poco contaminante, una deficiencia del Kevlar.
El nuevo material también servirá para hacer correas más resistentes, para uso tanto en vehiculos civiles y militares, así como en aviones o en material de alpinismo.
También puede ser utilizado para fabricar las prendas utilizadas en los deportes extremos, para la fabicación de paracaídas más resistentes o para sustituir a los sedales de las cañas para pescar, sobre los que el BioSteel ofrece la ventaja de ser más elástico y biodegradable.
A la espera de que se descubran nuevos usos para el BioSteel, los responsables de Nexia Biotechnologies estiman que tan sólo en el campo de la medicina y cirugía existe un mercado con una cifra de negocio de más de 2.000 millones de dolares(2.300 millones de euros) anuales.
Conclusión
Las combinaciones transgénicas animal-animal representan un aspecto de crecimiento de la biotecnología, increíble, que avanza cada vez mas en el desarrollo de los nuevos descubrimientos, esto pone a la ciencia un paso adelante en la formación de nuevos paradigmas. El BioSteel, representa ese adelanto por tener nuevas y mejores alternativas en cuanto a la utilización de materiales que no son tan resistentes ni flexibles.
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