Las bio-películas de material microbiano son, para entendernos, como las que causan la placa dental. Otras causan problemas más graves y, por lo general, al estar compuestas de bacterias, no tienen buena prensa. Sin embargo, un grupo de investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente de la Universidad de Harvard ve estos films bacterianos como una plataforma sólida para sostener nanomateriales de diseño, los cuales podrían servir para limpiar ríos contaminados o fabricar nuevos productos farmacéuticos o tejidos.

Para ello, han desarrollado un sistema de ingeniería de proteínas llamado BIND (en inglés Biofilm Inspirated Nanofiber Display), algo que el día de mañana podría facilitar la producción a gran escala de biomateriales, que se podrían programar para realizar funciones que actualmente, con los materiales existentes, no es posible. Estos primeros intentos han aparecido esta semana en la revista Nature Communications.

"La mayor parte de la investigación en biofilms en la actualidad se centra en la forma de deshacerse de estas películas, pero aquí demostramos que podemos diseñar estos materiales para realizar funciones específicas, en cantidades específicas y para aplicaciones específicas", ha explicado el doctor Neel Joshi, miembro del Instituto Wyss y autor principal del estudio.

Estas biopelículas también son capaces de auto-ensamblarse y auto-repararse. "Si se dañan, vuelven a crecer porque son tejidos vivos," dijo Peter Nguyen, investigador también participante en el estudio.

Auto-ensamblaje y auto-reparación

Los biofilms son comunidades de bacterias enquistadas en una matriz blanda, pero extremadamente resistente, de material extracelular, compuesta de azúcares, proteínas y material genético. El equipo de Joshi logró alterar la composición del material extracelular convirtiéndolo en una plataforma de producción auto-replicante, ideal para cualquier material que deseen producir.

Por ejemplo, el equipo fusionó genéticamente una proteína con una función particular -adherirse al acero- a otra pequeña proteína llamada csgA que es producida por la bacteria E. coli. El componente anexado luego se pierde en el proceso natural por el cual la csgA es secretada fuera de la célula, donde se auto-ensambla en proteínas llamadas nanofibras amiloides. Estas proteínas amiloides eran, sin embargo, capaces de conservar la funcionalidad de la proteína añadida, garantizando en este caso que el biofilm se adhiera al acero.

"Estamos también muy entusiasmados con la versatilidad del método", dijo Joshi. El equipo demostró la capacidad de fundir 12 proteínas con secuencias y longitudes diferentes a la proteína csgA. Esto significa, en principio, que pueden utilizar esta tecnología para crear biofilms con no una, sino varias funciones.

"Básicamente estamos programando las células para ser plantas de fabricación", dijo Joshi. Por ahora, el equipo ha demostrado su capacidad para programar biofilms de E. coli (una recurrente bacteria intestinal) para que se adhieran a ciertos sustratos, como el acero, inmovilizar un conjunto de proteínas o promover la creación de plantillas de plata para la construcción de nanocables.

a.v. | madrid@bajoelbillete - 17 septiembre 2014

Foto: Bacterias E. coli en una matriz de material extracelular. / Harvard's Wyss Institute

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