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En breve se podría disponer de rellenos faciales elásticos inspirados en insectos saltadores

Una elasticidad increíble permite a las pulgas saltar y a los mosquitos batir las alas 600 veces por segundo. Un polímero elástico (elastómero) producido utilizando únicamente un pequeño fragmento de la proteína natural resilina permitirá disponer de esta elasticidad para numerosas aplicaciones a precios competitivos.

Investigación fundamental
Salud

La resilina es una proteína natural similar al caucho con una extraordinaria elasticidad fundamental para los sistemas de vuelo y salto de los insectos. Por lo general está desordenada, mientras que en respuesta al estrés se organiza y adquiere elasticidad. Los científicos descubrieron recientemente que pueden replicar este comportamiento utilizando simplemente una pequeña parte del péptido original. El proyecto MINIRES, financiado con fondos europeos, les permitió allanar el camino hacia la producción a gran escala de bioelastómeros innovadores para los sectores del plástico, la biomedicina y el cuidado personal a un precio inferior al actual.

Reducir el rebote gomoso de los insectos a varios aminoácidos

El flúor, el cloro, el bromo y el yodo son halógenos. La sustitución de un hidrógeno por un halógeno (halogenación) es una reacción muy importante en la química orgánica. A lo largo de la última década, la popularidad de su papel en la producción de biogeles ha ido aumentando. El coordinador del proyecto, Pierangelo Metrangolo, del Politécnico de Milán, explica: «Nos centramos en una unidad de repetición de siete aminoácidos de la resilina bien conservada. Al halogenar estratégicamente esta unidad con dos bromos, demostramos la aparición de un comportamiento viscoelástico que se asemeja al de la proteína completa y que no se observa en el péptido de origen natural». Esta halogenación condujo a una disposición del péptido más organizada, lo que a su vez le permitió formar fibrillas que dieron lugar a un hidrogel denso. El gel, formado por el heptapéptido, mostró propiedades viscoelásticas y de autorregeneración similares a las de la proteína de la resilina completa.

Reducir el coste y la complejidad de la producción

Metrangolo añade: «Los elastómeros comercialmente disponibles en la actualidad son polímeros grandes y complejos, cuya elasticidad depende del enlace covalente entre subunidades introducidas, por lo general, por reacciones químicas o por reacciones químicas fotoinducidas. En nuestro péptido corto, nos basamos en enlaces cruzados físicos creados mediante el aprovechamiento de átomos de halógeno como zonas "pegajosas". La producción de esta estructura molecular simple es sencilla y económica». Los científicos ampliaron la síntesis del péptido de la escala de laboratorio a escala de diez gramos a un coste estimado cien veces menor al de la producción de la proteína completa.

Un mundo de oportunidades

MINIRES derivó en una patente para su tecnología. El equipo ha identificado tres oportunidades de mercado importantes: rellenos faciales inyectables y productos capilares, elastómeros termoplásticos y biomedicina. Se prevé que el segmento de los productos orgánicos para el cuidado personal y cosméticos alcance los 19 800 millones de dólares para 2022, de los que más del 30 % correspondería a los productos para el cuidado de la piel, seguidos por los del cuidado capilar. El inesperado descubrimiento de que el péptido bromado evita los daños por los rayos UVA aumenta el atractivo para el cuidado de la piel. Las propiedades superiores y el bajo coste de los geles MINIRES podrían situar al grupo como líder mundial del enorme mercado de los polímeros termoplásticos. Por último, los péptidos MINIRES podrían utilizarse en productos sanitarios y biomatrices. Aunque MINIRES haya llegado a su fin, la innovación y el descubrimiento están experimentado un gran auge. «A lo largo del proyecto, también descubrimos que nuestro péptido bromado se puede combinar con éxito con otras biomacromoléculas. Investigaciones futuras prestarán atención a nuevos materiales híbridos con un mejor rendimiento y propiedades a medida», afirma Metrangolo. El equipo ganó recientemente el reto a la innovación 2017 Switch2Product, que proporciona financiación para comercializar ideas innovadoras, y en la actualidad Metrangolo está acelerando motores para proporcionar macromoléculas novedosas de inspiración biológica para aplicaciones objetivo.

Palabras clave

MINIRES, péptido, proteína, elástico, elasticidad, polímero, resilina, aminoácido, bromo, halógeno, orgánico, elastómero, termoplástico, cosmético, autoensamblaje, biogel, bromación

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