Logran hackear una célula humana y la reprograman como si fuera un ordenador

Se trata de un nuevo estudio liderado por un equipo de investigación de la Universidad de Boston y dirigido por el biólogo Wilson Wong. Los investigadores lograron convertir las células de mamíferos en biocomputadoras capaces de realizar cálculos complejos. Toda una hazaña conseguida dentro de los genes de células renales humanas.

Lo cierto es que no es la primera vez que se intentaba algo así. En las últimas décadas los biólogos han estado trabajando para hackear el algoritmo de las células en un esfuerzo por controlar sus procesos. Toda una paradoja, porque de lo que se trata es de vencer el papel que tiene la naturaleza como ingeniero de "software" de la vida incrementando gradualmente el algoritmo de una célula (su ADN) durante generaciones.

Un trabajo de ciencia de ficción

Lo conseguido significa que los investigadores programaron células humanas para obedecer hasta 113 conjuntos de instrucciones lógicas diferentes. Una locura, y pensemos que con un mayor desarrollo esto podría dar lugar a células capaces de responder a direcciones específicas para, por ejemplo, combatir una enfermedad o fabricar tipos de elementos químicos.

Para su estudio, el propio circuito genético fue diseñado utilizando una maquinaria existente en células, el fragmento de ADN llamado promotor. Ese fragmento transcribe el ADN de una célula al ARN y luego lo traduce a proteínas. El equipo obvió los factores de transcripción y en su lugar encendieron y apagaron los genes de células renales humanas. Para ello utilizaron enzimas de restricción, una especie de tijeras moleculares que cortan de forma selectiva los fragmentos de ADN.

El equipo de Wong insertó cuatro fragmentos de ADN extra después de un promotor. Uno de esos fragmentos fue diseñado para producir la proteína fluorescente verde (GFP) que ilumina una célula cuando se enciende por un fármaco en particular. A través de su técnica, Wong y su equipo fueron capaces de construir esos 113 circuitos diferentes con una tasa de éxito del 96.5 %.

Un trabajo cuya mayor hazaña fue la de ser capaz de hacer una tabla de búsqueda de lógica booleana de células humanas utilizando un circuito con seis entradas diferentes. Como resultado estas entradas se combinaron de formas variadas para realizar series de operaciones lógicas. Según Timothy Lu, biólogo del MIT:

Es simplemente emocionante y representa otra escala de lo que podemos diseñar con circuitos genéticos de mamíferos.
Increíble. Pensemos en la informática. En su núcleo, un ordenador es una máquina que procesa información mediante la realización de cálculos. Cuanto más potente sea el circuito de una computadora, más complejos serán los cálculos que puede realizar. De manera similar, lo conseguido significa que las células genéticamente diseñadas para funcionar como miniordenadores pueden ser más o menos poderosas dependiendo de su ingeniería.

El equipo de Wong aún no ha logrado hacer que estas células modificadas hagan un trabajo de computación que realmente sea útil, pero el estudio es un gran avance, uno que prepara el camino para la biocomputación más compleja con células.

Llegados a ese punto, los científicos creen que podrían programarlas para los desafíos médicos y la lucha contra enfermedades como el cáncer o incluso la posibilidad de mejorar la capacidad de generar tejidos que reemplacen partes del cuerpo dañadas. Cuando eso ocurra, si ocurre, habremos pasado a la propia ciencia ficción.