Nadie se cruzó jamás con una araña y salió lanzando telarañas por las muñecas. Eso es solo cosa de cómics. El origen de Spider-Man, tal como lo concibieron Stan Lee y Steve Ditko en 1962, fue un accidente con una araña irradiada que transmitía sus habilidades a un joven tímido de Queens - o de Harlem si es Miles Morales -. Desde entonces, el personaje ha pasado por todo tipo de mutaciones, versiones y universos, pero siempre con la misma premisa: los poderes provienen de un arácnido alterado.
Esa idea, por muy fantástica que suene, no estaba tan lejos de la ciencia real, aunque durante décadas ningún laboratorio había conseguido alterar genéticamente a una araña de forma directa. Hasta ahora. Porque lo que acaba de lograr un equipo de la Universidad de Bayreuth, en Alemania, ha abierto un camino completamente nuevo: han conseguido modificar a una especie de araña doméstica para que produzca seda fluorescente de color rojo.
Las telarañas brillan en rojo, pero conservan toda su fuerza
Se trata de una modificación real en el material genético de estos animales, hecha con la técnica CRISPR-Cas9, la misma que ya se había utilizado en ratones, plantas o insectos, pero nunca antes en arácnidos.
El procedimiento fue todo menos sencillo. Las hembras de Parasteatoda tepidariorum, una especie común en casas de todo el mundo, fueron anestesiadas con dióxido de carbono y sujetas con precisión bajo un microscopio. Allí, los científicos inyectaron en sus huevos una solución que contenía los componentes del sistema CRISPR junto a un gen que codifica una proteína fluorescente roja. Todo eso antes de que se produjera el apareamiento.
La complejidad del genoma de las arañas y la particularidad de su desarrollo embrionario, con etapas muy específicas de migración celular, hicieron del experimento un auténtico reto técnico. A pesar de las dificultades, algunas puestas produjeron crías modificadas.
Según explica el investigador Edgardo Santiago-Rivera, autor principal del estudio dirigido por Thomas Scheibel, “hemos demostrado que es posible añadir funciones específicas a la seda sin alterar su estructura”. Esto significa que las fibras que producen estas arañas ahora brillan bajo luz ultravioleta, pero conservan su composición original, con todas sus propiedades mecánicas intactas.
El experimento tenía además un segundo objetivo: desactivar un gen clave en el desarrollo ocular, llamado sine oculis. Al hacerlo, los investigadores observaron que algunas arañas nacían sin ojos o con una visión muy reducida. Scheibel apunta que “sin este gen, las arañas no forman estructuras oculares, aunque la córnea se desarrolla con normalidad”. Ese resultado, aunque relevante para la biología del desarrollo, no es lo que más interesa a la industria.
Lo realmente prometedor es que se ha logrado alterar el ADN de las glándulas que producen la seda ampulada, que es la que las arañas utilizan para construir sus redes y desplazarse. El gen de la proteína fluorescente se insertó en uno de los componentes principales de esa seda, el MaSp2. Desde el punto de vista de los materiales, es un avance enorme. Hasta ahora, cualquier intento de modificar la seda requería intervenir sobre ella una vez producida, con procesos costosos y de difícil aplicación a gran escala.
El ejército estadounidense ya imagina hilos antibalas y satélites ligerísimos
En cambio, este nuevo enfoque permite programar a las propias arañas para que fabriquen fibras con características nuevas desde el origen. Y ahí es donde entra en juego el interés militar y tecnológico. El estudio ha sido financiado por la Oficina de Investigación Naval de Estados Unidos, interesada en crear materiales ultrarresistentes, ultraligeros y con propiedades específicas. En el futuro, podría utilizarse para fabricar hilos quirúrgicos más fuertes, tejidos antibalas más ligeros o componentes para aviones y satélites con mejores prestaciones.
La seda de araña es uno de los materiales naturales más resistentes que se conocen. Está compuesta principalmente por proteínas llamadas espidroínas, que se organizan en estructuras moleculares altamente ordenadas, lo que le confiere una combinación única de propiedades mecánicas. Soporta hasta 1,7 gigapascales de tensión, lo que, unido a su flexibilidad y ligereza, la convierte en un recurso valioso para múltiples industrias.
Por ponerlo en perspectiva: un cable del mismo grosor hecho de seda de araña puede ser cinco veces más resistente que uno de acero, pero con una fracción de su peso. Esta propiedad la hace especialmente atractiva para aplicaciones donde el peso es un factor crítico, como en la aeronáutica o en la fabricación de dispositivos médicos implantables.
Ahora que se ha probado que es posible modificar su composición desde el ADN, se abre una nueva etapa en el diseño de biomateriales. Según Scheibel, “el siguiente paso es insertar genes que refuercen la seda o le den capacidad de conducir electricidad”. Puede que Spider-Man siga siendo solo un personaje de ficción, pero las arañas con superpoderes ya existen. Y su telaraña roja fluorescente es solo el principio.