Kraig Biocraft Laboratories ha modificado genéticamente gusanos de seda para que produzcan fibras incorporando proteínas de la seda de araña. Las fibras resultantes son mucho más fuertes, más flexibles y más finas que la seda creada por los gusanos de seda normales. La compañía cree que será capaz de igualar las propiedades de la seda de araña en cinco años. También espera vender la primera generación de fibras a otras empresas, que a su vez crearán productos de seda cada vez más fuertes. Su objetivo final es la producción masiva de seda de araña artificial, que podría ser utilizada para fabricar productos de gran robustez y ligereza como chalecos antibalas, materiales compuestos para vehículos y equipos deportivos, e incluso nuevos materiales de construcción.
Las arañas crean muchas variedades de seda, y muchas de estas fibras son más fuertes que el acero. La imitación de la seda y el desarrollo de formas de producirla industrialmente son unos de los objetivos que los científicos de los materiales llevan intentando lograr desde hace mucho tiempo. Sin embargo, las arañas son demasiado agresivas como para ser utilizadas, por lo que los investigadores han creado animales transgénicos que fabrican las proteínas de araña. No obstante, la simple producción de los componentes proteicos de estos materiales no es suficiente—hay que imitar el modo en que las arañas las tejen y crean un hilo.
"Los ingenieros genéticos se han centrado en la fabricación de organismos que produzcan la mayor cantidad de proteínas de seda de araña posible, aunque eso es como tirar una carga de ladrillos en el patio y preguntarse por qué no tenemos una casa", asegura Kim Thompson, fundador y director general de Kraig Biocraft, con sede en Lansing, Michigan. Se puede hacer que las bacterias, por ejemplo, produzcan proteínas de seda de araña, y la empresa canadiense de biotecnología Nexia incluso logró crear cabras que excretaban altos niveles de proteínas de seda de araña en su leche. No obstante, carecían de los medios para ensamblar estas proteínas en seda utilizable.
Otros grupos han creado gusanos de seda transgénicos capaces de crear seda de araña, aunque los gusanos no integran las proteínas foráneas en la estructura de la fibra y, por tanto, las propiedades mecánicas de la fibra no mejoraron significativamente en comparación con lo que crean los gusanos de seda naturales. Los sistemas naturales de hilatura de fibras de los gusanos se adaptan a sus proteínas naturales. "No hay razón por la que los gusanos de seda tuvieran que incluir necesariamente la proteína de araña en su fibra", afirma Randy Lewis, profesor de biología molecular en la Universidad de Wyoming. Lewis ha secuenciado varios genes de seda de araña.
Kraig Biocraft tuvo que alterar las proteínas de la seda de araña para que no sólo fueran fabricadas por los gusanos de seda, sino también integradas en la matriz estructural de las fibras de seda. Estas proteínas poseen estructuras químicas que encajan perfectamente para proporcionar a las fibras de seda su integridad y fuerza. La compañía obtuvo la licencia de la secuenciación de genes de Lewis y la modificó. Lewis asegura que ha comprobado que estas proteínas de araña están químicamente integradas en el núcleo de la fibra.
El sistema de la compañía para la creación de gusanos de seda transgénicos fue desarrollado por Malcolm Fraser, profesor de ciencias biológicas en la Universidad de Notre Dame. En el año 2000, se utilizaron los métodos de ingeniería genética en insectos y otros animales de Fraser para crear los primeros gusanos de seda productores de proteínas de araña artificiales.
Kraig Biocraft ha creado 20 nuevas variedades de gusanos de seda transgénicos mediante la inyección, en embriones de gusanos de seda, de construcciones del ADN de Fraser que incorporan genes de araña modificados. Más tarde fueron analizados para encontrar aquellos gusanos que hubieran integrado los nuevos genes en sus genomas.
La compañía no ha revelado los resultados de las pruebas mecánicas realizadas sobre las fibras creadas por los gusanos de seda modificados, ni tampoco ha publicado información sobre la cantidad de proteína de araña que fabrican los animales. Sin embargo, los representantes afirman que todos los animales crean sedas más fuertes y más flexibles que la seda de los gusanos de seda naturales, y que existe una variedad que crea fibras particularmente fuertes que la empresa ha denominado como "seda monstruosa".
"No tenemos mucho control sobre la cantidad de proteína de araña que expresan los transgénicos—algunos expresan poco, otros mucho," afirma Fraser. "En estos momentos estamos trabajando en métodos para garantizar la creación de transgénicos óptimos".
David Kaplan, presidente de ingeniería biomédica en la Universidad Tufts, y que ha desarrollado aplicaciones biomédicas con seda de gusanos de seda, señala que Kraig Biocraft aún no ha publicado sus resultados en una revista científica. Kaplan agrega que un gusano de seda transgénico es un sistema prometedor para la fabricación de fibras de araña, aunque señala que a largo plazo la producción industrial a gran escala podría no ser tan viable como las cada vez más frecuentes bacterias productoras de seda en depósitos. El proceso de creación de fibras sigue siendo un reto para aquellos métodos basados en bacterias, aunque los investigadores de la Universidad de Califo ia, en Berkeley, están trabajando en microfluidos y otros sistemas diseñados para imitar las capacidades de hilatura de fibras del gusano de seda.
Thompson desde Kraig Biocraft asegura que el primer producto de la empresa probablemente esté basado en las primeras versiones de la seda, que no son lo suficientemente fuertes como para usarse en aplicaciones industriales especializadas. Estos productos llegarán al mercado de seda cruda en el 2011, actualmente valorado en 4 mil millones de dólares. Para ese entonces, la empresa se centrará en aplicaciones industriales utilizando seda mucho más fuerte.