Este gusano milenario de Costa Rica fabrica un pegamento que la ciencia quiere copiar para curar humanos

Se encuentran en diferentes microclimas de Costa Rica, desde las playas hasta montañas, pero su pequeño tamaño, de entre los 18 y 75 milímetros, los hace pasar desapercibidos para muchos.

Se trata del gusano de terciopelo, un insecto que, pese a su pequeñez, podría (en unos años) tomar problemas que la ciencia médica no ha resuelto y crear biomateriales para resolverlos.

El secreto se encuentra en una herramienta que le dio la evolución a este pequeño individuo y que le permite atacar y alimentarse de insectos más grandes y con coraza y que realizan movimientos rápidos, como los saltamontes.

Para alimentarse, este gusano secreta una sustancia muy particular. Se trata de un adhesivo que en cuestión de pocos segundos llega a su presa y la atrapa. Pero apenas su presa hace algún tipo de fuerza, como un movimiento, para liberarse, se endurece en inmediatamente fijando al insecto y permitiéndole servirlo como platillo principal.

Investigadores del Laboratorio Nacional de Nanotecnología (Lanotec), del Centro Nacional de Alta Tecnología (CeNAT) y de la Universidad de Costa Rica (UCR) llevan años estudiando las características de este animal. En los últimos años, Yendry Corrales Ureña ingeniera química y doctora en nanotecnología de materiales, e investigadora del Lanotec, se ha dado a la tarea de estudiar esta sustancia, así como la piel del Epiperipatus biolleyi, una de las especies de gusanos de terciopelo.

“En esa primera fase es altamente adhesivo: se adhiere a madera, metal, piel. El proceso es extremadamente rápido; expele una gran cantidad en muy poco tiempo. Son animales invertebrados que pueden comerse cualquier insecto”, explicó Corrales a La Nación.

“Y luego, por un estímulo externo, como fuerza, este material cambia sus propiedades tan rápido y pasa de ser algo viscoso, líquido a ser algo duro. Eso es en cuestión de un segundo. No hay materiales así en la naturaleza”, añadió.

Parte de los estudios de Corrales sobre esta sustancia fueron publicados en las revistas académicas Scientific Reports y IOP Science.

José Roberto Vega Baudrit, director del Lanotec, aseguró que esto entra en un campo de investigación de los adhesivos llamado nanobiometismo. El prefijo nano indica que se trabaja con estructuras diminutas (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro), mientras que biomimetismo es la acción de imitar diseños y procesos de la naturaleza para elaborar materiales que puedan servir a diferentes áreas de la ciencia o la vida humana.

“Es el mismo principio del velcro, que se inspiró en cómo las semillas de bardana se adhieren. Algo tan sencillo, pero con tanta utilidad; muchas cosas no existirían hoy sin el velcro. Es emular lo que hace la naturaleza para ayudar al ser humano”, ejemplificó Vega.

Así comenzó a estudiar al pequeño gusano

Cuando Corrales terminó su doctorado en Brasil en 2015 y regresó a Costa Rica, retomó su pasatiempo de ir a la montaña. En sus caminatas pasaba pensando en posibles biomateriales en lo que veía.

Para ese entonces ya algunos investigadores internacionales habían comenzado a reportar las características de los gusanos de terciopelo, por lo que ella lo buscaba sin éxito.

Un sábado, a los meses, recibió la llamada de una estudiante de Biología de la UCR quien trabajaba con ella en un proyecto. La muchacha había salido a caminar y estaba frente a un espécimen.

Corrales le dio instrucciones para recolectarlo. Esa misma tarde lo estaba analizando en el laboratorio.

Sin embargo, ella no sabía cómo dar con ellos. Estas especies son raras y propias de ciertos microclimas. Habló entonces con Pedro León Azofeifa, científico que ya había estudiado estos gusanos. Él le contó dónde podían encontrarlos y la acompañó a una exploración.

Vega precisó que este tipo de trabajos no requieren colectar una gran cantidad de especímenes. Se trabaja con lo mínimo, porque ya en laboratorio se puede expandir la sustancia y estudiarla más a detalle y determinar su composición.

“En el laboratorio ‘se escala’”, resumió.

Corrales amplió: “yo no quiero tener una fábrica de gusanos para producir. Eso no es factible. Es una especie que también debemos proteger, por lo mismo trabajamos solo con lo que necesitamos”.

Cómo funciona el rompecabezas de la sustancia

Los científicos indican que, aunque ya hay avances en los estudios y se sabe de algunas posibles aplicaciones para ayudar en la recuperación de cirugías, apenas se conoce una parte del gran rompecabezas de la sustancia y del gusano que la secreta.

Al inicio la falta de equipo para realizar los análisis en Costa Rica dificultaba avanzar. En 2018 el gobierno de Suiza le dio una beca a Corrales para ir a hacer los análisis de los materiales allá. Allí estuvo dos años.

En Suiza hizo la histología de la especie: ver sus órganos, tejidos, células. Allí vio algo que la sorprendió.

“Lo primero que se hace en histología es lavar al insecto en agua. Inmediatamente se le hizo una capa, como de gas, a todo el animal, así, alrededor. Fue curioso, porque adhesivo se adhiere a todo, pero no a su propia piel. Yo nunca había visto que a un animal se le meta en agua y genere una capa de gas y que brille. Esa fue una de las preguntas. De ahí surgió un estudio con el Instituto Max Planck" rememoró.

En 2022 hizo más estudios en la Universidad de Bremen, en Alemania, donde estuvo año y medio. Ese estudio se concentró no tanto en el animal, sino en la sustancia y en cómo funciona. Ahí estuvo año y medio.

Este año, el propósito personal de Corrales es estudiar si las secreciones son diferentes entre los gusanos que viven en la playa o en la montaña, ver si hay diferencias entre las temperaturas, niveles de humedad y tipos de suelo.

¿Para qué puede usarse este material?

Mucho de lo que el Lanotec ha investigado está en proceso de patentes, por lo que los científicos no pueden adelantar mucho, pero sí dar generalidades.

Una de las primeras aplicaciones estudiadas es una impresión intravital en una operación. Es una técnica que permite obtener imágenes o visualizar procesos biológicos dentro de un organismo vivo. Esto podría ayudar a evaluar la efectividad de tratamientos y terapias.

Pero también puede ser útil para sanar heridas después de la cirugía.

“Si necesito poner un relleno en una herida o una parte del cuerpo, pero necesito que se solidifique y quede justo, la idea de un material como esta secreción podría ser ideal. También podrían hacerse materiales biocompatibles”, puntualizó Corrales.

También esto podría servir para crear materiales resistentes en industrias donde se necesiten materiales flexibles, pero que deban soportar fuerza.

Falta camino para eso, pero ya están avanzando.

“Estamos en el proceso de replicar las proteínas. Ya sabemos cómo son, vamos a ver si las podemos entender una a una, solitas y luego ver cómo interaccionan entre ellas y luego aplicarlas en células”, dijo Corrales.

Para los investigadores, la evolución de las especies y las “tretas” con la que ha permitido que varias sobrevivan apoya a la ciencia.

El caso de los gusanos de seda es particular. En una entrevista con Scientific American, Julián Monge Nájera, ecólogo de la UCR que estudia la evolución de los invertebrados, señaló que estos organismos son muy antiguos y han tenido pocos cambios en los últimos 300 millones de años.

“Si tomara una máquina del tiempo, los gusanos de seda que podría recolectar en el periodo postcámbrico (hace cientos de millones de años) serían idénticos a los que recolectaría en los bosques de Costa Rica hoy”, puntualizó.

Esa evolución podría seguir siendo útil cientos de millones de años después, esta vez para ayudar en la recuperación de cirugías.