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Pepino de mar. (Foto: Stock File)

Mecanismo de cambio de forma del pepino de mar podría tener aplicaciones médicas

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Friday, October 07, 2016, 00:50 (GMT + 9)

Un grupo de científicos de la Universidad Queen Mary de Londres (QMUL) ha descubierto por primera vez la manera en que los pepinos de mar pueden cambiar rápidamente la rigidez de su cuerpo, un hallazgo que podría servir de base para desarrollar nuevos biomateriales para aplicaciones en medicina.

Todos los animales tienen colágeno, pero un grupo de invertebrados marinos -los equinodermos, al que pertenecen las estrellas de mar y los pepinos de mar- ha evolucionado para tener tejidos de colágeno con una propiedad única: pueden modificar rápidamente su rigidez.

Este tipo de colágeno, que es conocido como tejido colágeno mutable (MCT, por sus siglas en inglés) y es controlado por el sistema nervioso, es útil cuando, por ejemplo, los animales necesitan "convertirse en gelatina" para evitar a sus depredadores. Sin embargo, los mecanismos por los que el pepino de mar puede cambiar su rigidez no se conocían hasta ahora.

"El MCT del pepino de mar puede servir como patrón para materiales bio-inspirados, que puedan imitar sus notables propiedades. Estos podrían ser útiles en andamios flexibles para la ingeniería de tejidos, tratamientos cosméticos contra el envejecimiento de la piel, biosensores implantables y materiales blandos para la robótica", señala el Dr. Himadri Gupta, del Instituto de Bioingeniería de QMUL, quien dirigió el estudio.

Para llevar a cabo la investigación, el equipo de la QMUL analizó la pared del cuerpo de pepinos de mar utilizando técnicas de rayos X en la Instalación Europea de Radiación Sincrotrón ubicada en Grenoble, Francia.

La capacidad del pepino de mar para cambiar la forma de la pared de su cuerpo se debe a los cambios en la rigidez de una matriz interfibrilar rica en proteínas, que se une con las fibrillas de colágeno.

"Los pepinos de mar son increíblemente flexibles y este estudio demuestra que su capacidad de cambiar de forma no es el resultado de cambios en las fibrillas de colágeno en sí mismas, sino en el andamio interfibrilar que se entrecruza con ellas", explica Maurice Elphick, profesor de la Facultad de Ciencias Químicas Biológicas de QMUL y coautor del trabajo.

El primer autor del trabajo de investigación, el estudiante de doctorado Jingyi Mo, de la Facultad de Ingeniería y Ciencia de los Materiales de QMUL, destaca que si bien se han diseñado muchos biomateriales de colágeno o similares al colágeno que se pueden combinar con la química de la superficie de las células y los tejidos del cuerpo, son muy pocos los que pueden cambiar sus propiedades mecánicas con rapidez.

Los investigadores esperan reducir y aislar las moléculas que llevan a estas propiedades de la pared del cuerpo del pepino de mar, lo que a su vez podría ayudar a comprender la manera de aplicar esta investigación en la medicina y la cosmética.

Los resultados de la investigación fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

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