Medicina e biotecnologia si tengono a braccetto da diversi decenni, con la prima che lancia sfide e sfrutta i risultati delle proposte realizzate dalla seconda per curare in modo sempre più efficiente i pazienti. Tra gli ambiti di ricerca vi è anche lo studio di materiali naturali per carpirne le caratteristiche e sfruttarle poi in ambito medico, per esempio per la realizzazione di dispositivi e di nuovi vettori farmacologici. Tra i materiali studiati vi è la seta del ragno, dotata di grande flessibilità e resistenza.
Si tratta di una fibra proteica che ha la peculiarità di essere sintetizzata in una soluzione liquida per poi passare rapidamente a una fibra solida: questo passaggio di stato, se così vogliamo chiamarlo, sembra essere scandito da un cambio repentino di pH, che passa da 8 a 5 quando la seta deve essere filata. Occorre precisare che il ragno produce 7 diversi tipi di seta, tutte con un terminale iniziale (CT) e uno finale (NT) e una zona centrale altamente ripetuta.
Ora un team di ricerca svedese ha scoperto che la seta di alcune specie di ragno può essere utilizzata per formare degli idrogel stabili a temperatura ambiente. Pubblicato su “Nature Communication”, il lavoro riporta nel dettaglio ogni analisi effettuata sul nuovo idrogel, che potrebbe essere sfruttato per varie applicazioni, come la cura delle ferite, il veicolo di farmaci a lento rilascio, l’ingegnerizzazione dei tessuti e la stampa in 3D… Per ora, quello che sappiamo è che si può ottenere dalla seta una molecola formata dai due terminali e da una breve regione ripetuta che mima quella naturale e che, messa a incubare a 37°C, produce un idrogel con caratteristiche diverse in termini di trasparenza in base alla seta di partenza.
La proteina ricombinate è stata chiamata His-NT2RepCT e presenta un’etichetta di purificazione, His6-tag. Sappiamo inoltre che la concentrazione del liquido di partenza, che può variare da 10 mg/ml a 300 mg/ml, influenza la velocitĂ di gelificazione con una relazione inversa: il gel si forma piĂą velocemente quanto minore è la concentrazione di partenza. Gli autori hanno inoltre osservato che si può creare un idrogel anche utilizzando il solo terminale NT, con notevoli vantaggi in termini di rapiditĂ e trasparenza. E se qualcuno avesse dei dubbi, è stato anche verificato che non l’etichetta His6-tag non ha alcun ruolo nel processo.
Una caratteristica importante di questo idrogel è che, una volta formato, resta stabile anche al calare della temperatura, il che consente di immaginarne utilizzi in vari ambiti. Ovviamente, per poter ottenere l’idrogel occorre sfruttare anche un cambio di pH, esattamente come accade nel corpo del ragno.
Come detto, non tutti i ragni producono seta che gelifica: una specie utile potrebbe essere la Trichonephila clavipes (che produce sfere di seta e che abita le foreste e le aree boschive che vanno dagli Stati Uniti meridionali all’Argentina. Gli autori dello studio hanno però utilizzato la seta di un ragno locale, il Larinioides sclopetarius, presente in tutta Europa.
(Lo studio: Arndt, T., Jaudzems, K., Shilkova, O. et al. Spidroin N-terminal domain forms amyloid-like fibril based hydrogels and provides a protein immobilization platform. Nat Commun 13, 4695 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-32093-7)
Stefania Somaré
