Las arañas son unos ingenieros excepcionales tanto en el diseño de estructuras ligeras (ingeniería estructural) como en la fabricación de superfibras (bioingeniería) y todo ello lo han conseguido tras millones de años de evolución, que la Naturaleza sólo premia a los que triunfan. El otro día en Madrid Manuel Elices Calafat, doctor ingeniero y catedrático de la Escuela de Caminos de Madrid, menorquín de pura raza ingresó como académico de número de la Real Academia de Doctores de España.
Su tema nos lleva a la Medicina que las arañas y sus telas han llamado la atención de los ingenieros y arquitectos. Los ingenieros y los arquitectos suelen inspirarse en la naturaleza para encontrar soluciones a sus problemas. Las telarañas pueden ser una buena fuente de ideas, tanto más cuanto mejor conozcamos su estructura y funcionamiento. No se trata de itarlas no somos arañas sino de aplicar los conocientos adquiridos a las creaciones humanas. Se ha especulado que si fuéramos capaces de fabricar una red, a escala humana, semejante a las redes de las telarañas podríamos atrapar a un avión comercial durante el aterrizaje y, quizás, evitar un accidente. De momento, la distribución jerarquizada de rigideces en diversos componentes puede ser una valiosa guía para diseñar estructuras ligeras de mallas tesas8, y el amortiguamiento dinámico observado puede dar algunas pistas para el diseño de puentes atirantados. Las redes para pescar aviones todavía pertenecen al ámbito de la cienciaficción.
Las virtudes terapéuticas de las arañas y sus sedas han sido reconocidas y apreciadas desde la antigüedad y en todas las regiones del planeta. La telaraña se ha utilizado como hemostática, astringente, febrífuga y, también, como ansiolítica. Aparte del folclore que las rodea, deben existir razones basadas en la bioquímica y en la fisiología que justifiquen el atractivo que han tenido a lo largo de los tiempos. La aplicación más conocida ha sido como hemostático. Otra cualidad conocida es como antipirético. Las telarañas también se han utilizado como ansiolítico para curar la depresión; en algunas regiones de China se colgaban telarañas al cuello de los enfermos, pero para que surtieran efecto debía hacerse el sépto día del sépto mes. En Salem, el Dr. Webster decía que las telarañas producían un efecto sedante parecido al opio o al óxido nitroso.
Hace más de 4000 años los egipcios ya utilizaban hebras de seda para suturar heridas, pero la entrada oficial en la cirugía se atribuye a E. T. Kocher, en 1887, Y a W.S. Halsted que en 1913 perfeccionó la técnicas.
En la actualidad, los hilos de seda de las arañas empiezan a considerarse seriamente como candidatos para suturas, sus superiores propiedades mecánicas y menos riesgos de reacciones alérgicas (al no estar recubiertos de sericina). Además, se han medido sus propiedades mecánicas a distintas temperaturas y se ha observado que las mantienen bastante bien hasta 150.C, lo que sugiere que estas fibras se pueden esterilizar calor antes de usarlas en cirugía.
Los hilos de seda tendrán un gran protagonismo en los plantes de tejidos y órganos. El planteamiento tradicional era buscar materiales que fueran inertes que interaccionaran lo menos posible con el cuerpo para no entorpecer el creciento y actividad natural de las células en contacto con el biomaterial. Este objetivo no ha sido realista, inevitable, y actualmente se buscan materiales que interaccionen de forma adecuada con las células. La ingeniería de tejidos como se llama ahora a esta especialidad médica busca materiales que procionen a las células plantadas un sustrato un andamio para que se adhieran y un sote físico que guíe la formación de nuevos órganos. Las células transplantadas adheridas al andamio, proliferan, segregan sus propias matrices extracelulares, y estulan la formación de nuevos tejidos. Durante este proceso, el andamiaje se va degradando y puede llegar a desparecer. El biomaterial de la armadura debe ser un material multifuncionali capaz de facilitar la adhesión de las células, estular su creciento y permitir la diferenciación. También debe ser biocompatible, oso, resistente, maleable y biodegradable. Los hilos de seda de las arañas cumplen todos estos requisitos.
El profesor Manuel Elices aseguró que una aplicación prometedora de los hilos de seda está en la reconstrucción del ligamento cruzado anterior, una opción muy interesante la cantidad de roturas que se producen y la dificultad de su recuperación. Se han fabricado haces de cordones con hilos de seda, se han sembrado con las células adecuadas y se han instalado en biorreactores donde se han sometido a esfuerzos mecánicos que sulan la biomecánica de la rodilla humana. Al cabo de un cierto tiempo se ha observado que la matriz de seda favorece la adherencia celular, el asentamiento de los productos extracelulares y que se genera un tejido silar al del ligamento. Los preros intentos se han hecho con seda del gusano de sedas y se espera mejorar los resultados cuando se utilicen las sedas de las arañas.
Para el profesor menorquín, el tejido cartilaginoso es otra otunidad para las sedas; las lesiones del cartílago son difíciles de resolver que no se regenera. Una solución sería fabricar tejidos basados en matrices que permitan la regeneración del cartílago, es decir; que sean biocompatibles, resistentes, flexibles, que faciliten el desarrollo celular y que a su debido tiempo se reabsorban. Ya se han hecho intentos utilizando capullos de seda de la araña Araneus diadematus con resultados satisfactorios. Todos estos experentos demuestran la viabilidad de los plantes basados en matrices de seda.
Finalmente, Elices Calafat, aseguró que los hilos de seda de las arañas, como biomateriales, están destinados a tener un gran protagonismo en medicina sus propiedades mecánicas, biocompatibilidad, estabilidad térmica y facilidad de esterilización, degradabilidad, y capacidad de modificarlos genéticamente. La exploración de sus posibilidades acaba de empezar y la medicina regenerativa ha puesto muchas esperanzas en estas fibras.
