miércoles, 6 de septiembre de 2017

Un adhesivo para tejidos vivos









Jacob Goble

Babosa negra 

Acuarela. 
Galeria Saatchi. Londres





No es muy frecuente encontrar representado a un animal como la babosa en una obra de arte. Estos gasterópodos suelen ser animales considerados repugnantes y en general son despreciados. Por este motivo no es habitual verlos pintados como motivo central en pinturas o dibujos. Pero el joven pintor Jacob Goble (1980) lo ha hecho. Y precisamente su obra nos va a servir para iniciar nuestro comentario de hoy, ya que se están investigando ciertas sustancias a partir de la secreción de las babosas. 

La cirugía moderna ha conseguido grandes progresos. Pero para la unión de los tejidos siempre hay que recurrir a coserlos, con hilos reabsorbibles o no. No se ha obtenido todavía un pegamento eficaz que permita adherir los tejidos sin suturas. 

La razón de esta dificultad es que la mayoría de pegamentos y apósitos adhesivos que se ha intentado usar tienen una alta citotoxicidad y se adhieren mal a los tejidos. Además, no se pueden usar en superficies húmedas, lo que los hace inviables para su uso en un contexto médico.  

Recientemente, un equipo de investigadores de la universidad de Harvard, dirigidos por Dave Mooney, están estudiando un adhesivo cuya fórmula bioquímica ha sido inspirada por la mucosidad de las babosas, y así lo han publicado en la revista Science

Graffiti mural. Corazón roto suturado
Por qué los investigadores se han fijado en esta exótica secreción? Porque según ellos presenta dos capas de materiales diferentes: una primera se adhiere al sustrato por interacciones electrostáticas, enlaces covalentes, e interpenetración física. El segundo amplifica la disipación de energía a través de la histéresis. Las dos capas conducen sinérgicamente a mayores energías de adhesión sobre superficies húmedas en comparación con las de adhesivos existentes. 

Es la primera vez que un adhesivo presenta estas dos características lo que permite niveles de adherencia mucho más elevados que cualquier otro adhesivo tradicional. La adhesión se produce en cuestión de minutos, y no se afecta por la exposición a la sangre y es compatible con movimientos dinámicos in vivo, lo que permitiría su uso "in vivo". 

Las propiedades de la baba de la babosa Arion subfuscus ya había sido señalada previamente por otros investigadores. Este mucus está constituído por un doble retículo de moléculas. El primero contiene proteínas cargadas negativamente y el segundo heparano sulfato proteoglicano, una molécula que provoca la adherencia de los tejidos entre ellos. Para imitar a la babosa con su hidrogel, el equipo de Dave Mooney han superpuesto dos materiales funcionalmente similares: una primera capa de alginato-poliacrilamida cargada negativamente y una segunda capa adhesiva compuesta de polímeros cargados positivamente. No es la primera vez que la ingeniería de los materiales se inspira en seres vivos:  ciertos adhesivos extrafuertes para pegar en medios líquidos ya se habían inspirado con anterioridad en los mejillones. Una sustancia usada por estos moluscos para fijarse a las rocas, la dihidroxifenilalanina está siendo investigada para volver a cerrar el delicado saco amniótico tras una cirugía fetal.

Imagen del corazón de cerdo reparado con el bioadhesivo
(Foto de Sciences et Avenir) 
Se ha experimentado el nuevo adhesivo en un corazón de cerdo perforado procedente de un animal muerto y unido a una bomba exterior. Se ha podido comprobar así que el corazón podía soportar decenas de millares de latidos producidos artificialmente. Para comprobar la resistencia de esta cola biológica se experimentó posteriormente en diversos tejidos de cerdo y de rata: piel, cartílago, corazón, arterias, hígado...

Los resultados son esperanzadores, ya que el hidrogel une los tejidos con una resistencia tres veces superior que otros materiales estudiados hasta ahora para usos médicos. Implantada en la piel de una rata se ha mantenido correctamente durante más de 2 semanas. 

A pesar de que aún queda un largo camino para llegar a la fase de experimentación humana, esta familia de adhesivos resistentes podría llegar a demostrarse de utilidad para muchos usos. Por ejemplo podría permitir elaborar nuevos apósitos biodegradables que se descompondrían tras haber cumplido su misión, e incluso nuevas formas de administrar medicamentos "in vivo". 

Así pues, puede ser que llegue un día en el que podamos decir que la observación de una simple babosa haya llegado a inspirar algunos avances en cirugía humana. Quién lo iba a decir!


Bibliografía


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(2006). The biochemistry and mechanics of gastropod adhesive gels. In Biological Adhesives (ed.A. M. Smith and J. A. Callow), pp. 167-182. Berlin: Springer.

Alex M. WilksSarah R. RabiceHolland S. GarbaczCailin C. HarroAndrew M. Smith
© Dave Mooney et al.)


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