Seda de gusano para modelar el tejido muscular
La historia de este pequeño protagonista comienza en el año 2500 a.C, en Asia Oriental, cuando Xi Ling Shi esposa del emperador Huang Ti descubrió que unos gusanos blancos estaban devorando sus plantas, observándolos se dio cuenta que producían capullos brillantes que al ser sumergidos en agua tibia se descomponen formando filamentos muy finos, volviéndose el parteaguas para China hacia la sericultura.
Se le llama sericultura a la crianza Bombyx mori, para la obtención de seda a partir de procesos térmicos para los capullos, con el fin de obtener de 700 a 1,500 metros de hilo por cada capullo. Sin embargo, 500 metros de hilo pesan únicamente 130 miligramos, por lo cual podemos imaginar lo tedioso del proceso para obtener el suficiente hilo de seda para su venta.
En base a esto a lo largo del tiempo los científicos han dedicado innumerables investigaciones donde Bombyx mori es su modelo de estudio. Tal es el caso de los científicos del Instituto Nacional de Ciencias Agrobiológicas en Japón (NIAS) han logrado, a través de modificaciones en su ADN, que los gusanos de seda generen distintas proteínas a las que producen naturalmente, logrando de esta manera utilizar la seda en medicamentos y cosméticos, llamándola “Seda Transgénica”, la cual demuestra ser una superficie eficaz para el modelado muscular en 3D.
A su vez, la Universidad Estatal de Utah desarrolló el uso de seda de gusano para el crecimiento de la células del músculo esquelético, con el fin de mejorar los métodos tradicionales de cultivo celular y, con suerte, llegar a mejores tratamientos para la atrofia muscular.
El músculo esquelético es responsable de mover el esqueleto, estabilizar las articulaciones y proteger los órganos internos. El deterioro de estos músculos puede ocurrir por innumerables razones y de manera muy rápida. Es por ello que los científicos intentan comprender las enfermedades y probar tratamientos, cultivando células modelo en superficies de plástico plana (caja de Petri), sin embargo, el crecimiento bidimensional tiene sus limitaciones, siendo la principal que el tejido muscular es tridimensional.
Por lo tanto, los investigadores de la Universidad Estatal de Utah desarrollaron una superficie de cultivo celular tridimensional mediante el crecimiento de células en fibras de seda que se envuelven alrededor de un chasis acrílico. El equipo utilizó seda de gusano, tanto nativa como transgénica, esta última producida por gusanos de seda modificados con genes de seda de araña.
Las sedas de gusanos nativos se han utilizado anteriormente como modelos de cultivo de células tridimensionales, pero esta es la primera vez que la seda de gusanos transgénica se ha utilizado para modelar el músculo esquelético.
Las células cultivadas en seda de gusano demostraron imitar más de cerca el músculo esquelético humano que las cultivadas en la superficie plástica habitual. Estas células mostraron una mayor flexibilidad mecánica y una mayor expresión de los genes necesarios para la contracción muscular.
“El objetivo general de mi investigación es construir mejores modelos in vitro, los investigadores cultivaron células en estas plataformas 2D, que no son muy realistas, pero nos brindan mucha información. Estoy tratando de agregar a ese primer paso desarrollando modelos in vitro más realistas de tejido normal y enfermo”, mencionó Elizabeth Vargis, profesora asociada de ingeniería biológica en la Universidad Estatal de Utah
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Fuentes:
Science daily:
https://www.sciencedaily.com/releases/2021/03/210309185656.htm
Universidad Estatal de Utah
https://engineering.usu.edu/news/main-feed/2021/researchers-use-silkworm-silk-to-model-muscle-tissue
Universidad Veracruzana: