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Come Spider-man: un gel dalla seta dei ragni per nuove applicazioni biomediche

Le proteine ​​della seta che si trovano nelle ragnatele possono essere fuse insieme a proteine biologicamente attive ed essere convertite in un gel stabile a temperatura corporea.

È quanto osservato da un gruppo di ricercatori del Karolinska Institutet, in Svezia, e dell’Università svedese di Scienze Agrarie. Una scoperta, pubblicata sulla rivista Nature Communications, degna di Spiderman e dei suoi sensi di ragno, che potrà rivelarsi molto utile in futuro, nell’ingegneria dei tessuti e per veicolare farmaci all’interno dell’organismo, ma anche per produrre gel in grado di snellire i processi chimici in cui vengono utilizzati gli enzimi.

Le proprietà della seta dei ragni

La capacità dei ragni di filare fibre incredibilmente resistenti a partire dalle proteine della seta, in frazioni di secondo, ha suscitato interesse nei ricercatori per i meccanismi molecolari sottostanti. In particolare, il gruppo di ricerca svedese si è interessato alla capacità dei ragni di mantenere solubili le proteine, ​​​​in modo che non si raggruppino insieme prima della filatura della ragnatela.

In precedenza, infatti, gli stessi scienziati avevano già sviluppato un metodo per la produzione di proteine che imita proprio il processo utilizzato dai ragni per produrre e immagazzinare le proteine ​​della seta.

Utilizzando alcuni ceppi di batteri, erano riusciti a generare le stesse proteine della seta di ragno (in particolare, proteine ricombinanti, perché prodotte in laboratorio con alcune modifiche, dette spidroine), legandole però a vari farmaci ed enzimi. Le proteine che formano le ragnatele, così prodotte, diventano un vero e proprio veicolo per queste molecole, con la possibilità di un vasto ventaglio di applicazioni in medicina

Un idrogel dalle ragnatele

Il nuovo studio mostra che queste proteine hanno anche la capacità di cambiare forma e convertirsi in un gel, se incubate a 37 gradi centigradi. Inoltre, possono essere fuse insieme a proteine ​​funzionali, che mantengono la loro attività all’interno del gel e che hanno, quindi, molteplici potenziali applicazioni nello sviluppo di nuovi biomateriali.

A partire da questa scoperta, infatti, gli scienziati svedesi pensano che dalle proteine della seta di ragno potrà essere messa a punto una soluzione proteica iniettabile in grado di formare un gel all’interno del corpo.

Abbiamo sviluppato un metodo completamente nuovo per creare un gel tridimensionale a partire dalla seta di ragno, che può essere progettato per rilasciare diverse proteine ​​funzionali, afferma Anna Rising, leader del gruppo di ricerca presso il Dipartimento di Bioscienze e Nutrizione, Karolinska Institutet, e professoressa presso il Dipartimento di Anatomia, Fisiologia e Biochimica, Università Svedese di Scienze Agrarie.

Quali saranno le applicazioni future?

La possibilità di progettare un idrogel con funzioni specifiche apre la strada a una vasta gamma di possibilità. Un tale gel potrebbe, ad esempio, essere utilizzato per ottenere un rilascio controllato di farmaci nell’organismo. Nell’industria chimica, invece, potrebbe essere fuso con gli enzimi, una forma di proteine ​​utilizzate per accelerare vari processi chimici.

Gli scienziati, inoltre, affermano che i gel sviluppati dalla seta dei ragni potranno diventare molto utili nella medicina rigenerativa, visto che il materiale ha anche dimostrato di essere ben tollerato dall’organismo e potrebbe veicolare sostanze che favoriscono la rigenerazione dei tessuti danneggiati.

Delle applicazioni degne di un film di supereroi, che però potrebbero presto diventare realtà.

Fonte
1. Arndt, T., Jaudzems, K., Shilkova, O. et al. Spidroin N-terminal domain forms amyloid-like fi-bril based hydrogels and provides a protein immobilization platform. Nat Commun 13, 4695 (2022).

Roberta Altobelli
Roberta Altobelli è una science writer e medical writer freelance. La sua curiosità e la voglia di imparare cose nuove sono pari, forse, solo alla sua passione per la scrittura. Per questo, dopo la laurea in Biotecnologie Mediche, ha conseguito un Master in Genetica Forense e un Master in Comunicazione della Scienza. Oggi, il suo laboratorio è composto dalla tastiera di un pc e da una scrivania che, appena può, diventa vista mare.

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