Fibras de seda de aranha: Cientistas chineses criam alternativa sustentável às fibras sintéticas
Cientistas chineses alcançaram um marco significativo ao criar com sucesso seda de aranha usando bichos-da-seda geneticamente modificados, resultando em fibras seis vezes mais resistentes do que o Kevlar, comumente usado em coletes à prova de balas. Essa descoberta revolucionária, detalhada em uma publicação de 20 de setembro na revista Matter, marca a primeira vez que proteínas de seda de aranha completas foram produzidas por meio de bichos-da-seda. Esse método inovador abre caminho para a produção de uma alternativa ecologicamente correta às fibras sintéticas, como o nylon.
Atualmente, a seda de bicho-da-seda é a única fibra de seda animal produzida em grande escala, com técnicas de criação estabelecidas, tornando-se uma candidata ideal para a comercialização em larga escala. Ao empregar bichos-da-seda geneticamente modificados para gerar seda de aranha, o processo pode ser econômico e escalável.
A seda de aranha é considerada uma alternativa ambientalmente sustentável às fibras sintéticas, que frequentemente liberam microplásticos nocivos no meio ambiente e dependem de combustíveis fósseis para a produção, contribuindo para as emissões de gases de efeito estufa. No entanto, imitar o processo de produção natural da aranha tem apresentado desafios.
Tentativas anteriores de replicar a seda de aranha envolveram dificuldades na aplicação de uma camada protetora de glicoproteínas e lipídios à seda, semelhante à “camada de proteção contra o envelhecimento” encontrada nas teias de aranha. Os bichos-da-seda geneticamente modificados oferecem uma solução, pois naturalmente revestem suas próprias fibras de seda com uma camada protetora semelhante.
Junpeng Mi, um candidato a doutorado na Faculdade de Ciências Biológicas e Engenharia Médica da Universidade Donghua e autor principal do estudo, enfatiza o alto desempenho mecânico das fibras produzidas. Essas fibras têm grande potencial para diversas aplicações, incluindo suturas cirúrgicas, que têm uma demanda global que excede 300 milhões de procedimentos anualmente.
Além das aplicações médicas, as fibras de seda de aranha poderiam levar a roupas mais confortáveis e coletes à prova de balas inovadores. Elas também podem encontrar usos em materiais inteligentes, tecnologia aeroespacial, militar e engenharia biomédica.
Para criar seda de aranha a partir de bichos-da-seda, a equipe de Mi integrou genes de proteína de seda de aranha no DNA dos bichos-da-seda usando a tecnologia de edição de genes CRISPR-Cas9 e centenas de milhares de microinjeções em ovos de bichos-da-seda fertilizados. Embora desafiador, a edição bem-sucedida dos genes foi confirmada quando os olhos dos bichos-da-seda brilharam de vermelho sob um microscópio de fluorescência.
Além disso, os pesquisadores fizeram modificações de “localização” para garantir que as proteínas de seda de aranha transgênicas interagissem corretamente com as proteínas nas glândulas dos bichos-da-seda, assegurando uma produção adequada de fibras. Eles desenvolveram um “modelo mínimo de estrutura básica” da seda de bicho-da-seda para orientar essas modificações, representando uma mudança em relação às pesquisas anteriores e um passo em direção à comercialização em larga escala.
No futuro, Mi planeja aproveitar as informações obtidas deste estudo para criar bichos-da-seda geneticamente modificados capazes de produzir fibras de seda de aranha a partir de aminoácidos naturais e engenheirados. Essa abordagem tem o potencial de desbloquear inúmeras possibilidades para as fibras de seda de aranha engenheiradas, introduzindo mais de cem aminoácidos engenheirados. Isso poderia revolucionar a indústria têxtil e ter um impacto positivo significativo no meio ambiente, oferecendo uma alternativa sustentável às fibras sintéticas tradicionais. [Phys]
