Vida sintética: descubrieron genes para “domar” y hacer crecer a las células artificiales

Hace cinco años, científicos liderados por el popular y polémico empresario Craig Venter, crearon la célula viva más simple del mundo. Era parecida a una bacteria, pero se comportaba de manera extraña cuando crecía y se dividía. Producía otras células con formas y tamaños muy diferentes. Se propusieron conseguir una célula artificial que se comporte como una normal, y ahora lo lograron, con la colaboración de un instituto público y universidades de los Estados Unidos y Canadá.

Aunque reconocieron a Infobae que se trata de un experimento de investigación básica, ya vislumbran posibilidades para el futuro: las células sintéticas podrían ser empleadas en el campo de la producción de alimentos, los biocombustibles, las terapias para diferentes enfermedades, entre otras aplicaciones.

¿Qué hicieron exactamente? Identificaron siete genes que pueden añadirse para “domar” la naturaleza rebelde de las células, haciendo que se dividan de manera uniforme. Ese logro fue fruto de la colaboración entre el Instituto J. Craig Venter, el Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST), la Universidad de California, y el Centro de Bits y Átomos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y se publicó en la revista Cell. También participó el científico Bogumil Karas de una universidad de Canadá.

El grupo de investigadores buscan que las células sintéticas, que empezaron a desarrollar en 2010, puedan ser algún día como pequeñas fábricas que produzcan fármacos, alimentos y combustibles; detectar enfermedades y producir fármacos para tratarlas mientras viven dentro del cuerpo; y funcionar como pequeños ordenadores. Pero antes hay que saber bien cuáles son las reglas básicas del diseño de vida, un tema que ha llamado la atención por siglos a los científicos e incluso a los filósofos.

“Queremos entender las reglas fundamentales del diseño de la vida”, afirma Elizabeth Strychalski, coautora del estudio y directora del Grupo de Ingeniería Celular del NIST. “Si esta célula puede ayudarnos a descubrir y comprender esas reglas, entonces estaremos en la carrera”. En diálogo con Infobae, Strychalski comentó más los detalles de su investigación: “Nuestro trabajo no tenía como objetivo específico la creación de células para su uso en terapias específicas. Las terapias celulares son un campo apasionante, lleno de promesas para mejorar la vida de las personas. Pero sabemos que lo que aprendemos sobre el funcionamiento de las células por ejemplo a través de estudios como el nuestro que hemos publicado en Cell, puede servir de base para el desarrollo y el uso seguro de futuras terapias celulares”.

Además, la científica añadió: “Al igual que muchos estudios científicos, nuestro trabajo nos permite plantear más preguntas de las que responde. Es una parte apasionante del funcionamiento de la ciencia. Por ejemplo, ahora podemos utilizar la célula mínima, junto con nuestro enfoque de genética inversa, para investigar qué función podemos asignar a los otros genes de función desconocida en la célula mínima, más allá de los 5 que pudimos atribuir a algún papel en la división celular y el mantenimiento del tamaño y la forma de la célula. Queda mucha biología fundamental por hacer, y a medida que comprendamos mejor las funciones esenciales de una célula viva, podremos aplicar ese conocimiento para construir biotecnologías seguras y eficaces que mejoren la vida de las personas”.

Los científicos habían construido la primera célula con un genoma sintético en 2010. No construyeron esa célula completamente desde cero. En su lugar, empezaron con células de un tipo de bacteria muy simple llamada micoplasma. Destruyeron el ADN de esas células y lo sustituyeron por un ADN diseñado en un ordenador y sintetizado en un laboratorio. Este fue el primer organismo en la historia de la vida en la Tierra que tenía un genoma completamente sintético. Desde entonces, los científicos han trabajado para reducir ese organismo a sus componentes genéticos mínimos. La célula supersimple que crearon hace cinco años, bautizada como JCVI-syn3.0, era quizá demasiado minimalista. Los investigadores han vuelto a añadir 19 genes a esta célula, incluidos los siete necesarios para la división celular normal, para crear la nueva variante, JCVI-syn3A. Esta variante tiene menos de 500 genes. En comparación, la bacteria E. coli que vive en el intestino tiene unos 4.000 genes. Una célula humana tiene alrededor de 30.000.

Para observar el crecimiento de las células sintéticas, Strychalski y los coautores del MIT James Pelletier, Andreas Mershin y Neil Gershenfeld diseñaron una especie de mini acuario donde las células podían mantenerse alimentadas bajo un microscopio especial. El resultado fue un video en stop-motion que mostraba a las células sintéticas creciendo y dividiéndose. Ahora, quieren conocer la función de cada gen para poder desarrollar un modelo completo de cómo funciona una célula.

En diálogo con Infobae, Alejandro Colman-Lerner, investigador principal en el Instituto de Fisiología, Biología molecular y Neurociencias del Conicet y la Universidad de Buenos Aires, comentó sobre el trabajo publicado en la revista Cell por los investigadores de los Estados Unidos y Canadá: “El nuevo paper tiene una continuidad con trabajos anteriores del grupo con Craig Venter. En 2010, habían sacado los genes a una bacteria que no era de vida libre. Era huésped de una célula. Después, en 2016 lo redujeron a algo mínimo. Ahora, con el paper nuevo de Cell, informan que le agregaron algunos genes para que el crecimiento de las células sea robusto. Por lo cual, se parece a la célula original. Es un ladrillo más en este proceso científico de la biología científica”.

“La gran ventaja de hacer este tipo de células sintéticas -sostuvo el doctor Colman-Lerner- es que permiten conocer todos los ingredientes que se necesitan para la vida. Es un ejercicio experimental y casi teórico sobre las capacidades actuales de la biología sintética”, opinó a Infobae el doctor Colman-Lerner, que se dedica a biología de sistemas en el Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.

¿Las células sintéticas podrían implicar un riesgo para el ambiente? El científico argentino Pablo Iván Nikel, que trabaja en la Universidad Técnica de Dinamarca y es graduado en biotecnología por la Universidad Nacional de San Martín, respondió a Infobae que el nuevo estudio forma parte de una serie de pasos en biología sintética “sobre organismos mínimos que Craig Venter ha construido. Al mismo tiempo, no hay riesgo alguno de liberación: estos bichos son muy delicados y no sobrevivirían en el ambiente”.

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