Crean la célula sintética más completa de la historia: 5 claves para entender qué implica

Construir una célula desde cero es uno de los grandes desafíos de la biología, y entender qué componentes mínimos necesita la vida para existir podría sentar las bases de una nueva generación de herramientas en biotecnología.

Un equipo de la Universidad de Minnesota, en los Estados Unidos, acaba de dar el paso más cercano para alcanzar ese objetivo: construyó la célula sintética más completa de la historia, una gotita microscópica rodeada por una membrana grasa que, por primera vez, come, crece y logra dividirse con instrucciones escritas en su propio ADN.

El trabajo, de 190 páginas, fue rechazado por la revista Cell y circula como preprint sin revisión por pares. El equipo planea enviarlo pronto a otra publicación científica.

Otros equipos habían conseguido antes que gotitas similares fabricaran proteínas o se dividieran, pero no habían combinado esas funciones a partir del propio genoma.

“Nunca habían sido capaces de alimentarse y dividirse basándose en su genoma”, dijo la científica que lideró el equipo y bióloga sintética Kate Adamala al explicar qué distingue a su “SpudCell” de todos los intentos anteriores.

El nombre surgió casi por accidente. Sus colegas querían bautizar la creación con el apellido de la investigadora, y ella los frenó: “Llámenla algo que no sea mi nombre, llámenla papa por lo que me importa”.

SpudCell quedó finalmente: “spud” significa papa en inglés, y la similitud sonora con Sputnik —el primer satélite espacial soviético— fue bienvenida por Adamala.

Como el Sputnik en su momento, ella ve en su creación un primer paso, no una meta cumplida. Estos son los cinco aspectos del estudio que vale la pena entender para dimensionar qué se logró y qué falta:

Come gracias a su propio ADN

La SpudCell no tiene un metabolismo complejo. Para nutrirse, su genoma codifica una proteína que aparece en la superficie de la gotita y actúa como punto de anclaje para liposomas más pequeños (que son bolsitas cargadas con enzimas, ribosomas y nutrientes) que se fusionan con ella.

Es un mecanismo de alimentación escrito directamente en el ADN de la célula, no impuesto desde afuera. Eso es lo que la distingue de sistemas anteriores: el proceso de alimentación está regulado desde el genoma, lo que acopla la actividad metabólica al crecimiento de la célula.

Se divide, aunque con límites reales

La división celular es el punto más débil del sistema. El genoma de la SpudCell codifica un mecanismo que usa proteínas de superficie para generar repulsión entre moléculas y partir la gotita en dos. Funciona, pero con poca eficiencia.

En los experimentos más controlados, los científicos dividieron las células mecánicamente, al empujarlas por una membrana con microporos, para garantizar resultados. Tras cinco ciclos de división, solo el 30% de las células hijas heredó el genoma completo. Es una limitación concreta que el equipo reconoce sin rodeos.

Mostró algo parecido a la evolución, pero no es evolución

El equipo insertó una mutación en algunas SpudCells que las hacía producir más proteína de superficie y, por tanto, comer más rápido. Esas células crecieron más y generaron más descendencia. Después de cinco generaciones, el 60% de los genomas llevaba la mutación ventajosa.

Eso se parece a la selección natural, pero no lo es. La mutación fue insertada a propósito por los investigadores y la división fue mecánica, no espontánea. No hubo evolución real, según aclaró la revista Science.

Es un avance real, no la creación de vida

Expertos que no han estado dentro del equipo de Adamala valoraron el trabajo con entusiasmo, pero con matices.

Víctor de Lorenzo, profesor de investigación del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología, fue directo. “El trabajo me parece técnicamente sólido y un avance tecnológico importante, pero para nada es creación de vida en el laboratorio”, dijo a SMC España.

Mientras que el doctor Juli Peretó, catedrático de Bioquímica en la Universidad de Valencia, lo calificó de “espectacular dentro de la estrategia de la biología sintética”, aunque subrayó que no se diseña una célula de cero, sino que se construye a partir de componentes mínimos tomados de otras células.

Abre una ruta de mejora paso a paso

La analogía que usa la propia Adamala es la del primer vuelo de los hermanos Wright: torpe, corto, lleno de limitaciones, pero real y documentado.

“Es ineficiente, pero sabes exactamente cómo está construida”, dijo. Eso es lo que hace al sistema valioso: cada componente es conocido, cada concentración está medida, y eso permite mejorarlo de forma sistemática.

Drew Endy, biólogo sintético de la Universidad de Stanford, quedó tan convencido tras ver los resultados que cofundó junto a Adamala una institución de investigación de beneficio público llamada Biotic, con el objetivo de coordinar grupos de investigación dispersos.

La organización cuenta con financiamiento inicial de alrededor de 10 millones de dólares y prevé distribuir la mayor parte como subsidios para investigación en septiembre.

Hoy se sabe que la SpudCell no es vida. Pero sí es el sistema sintético más completo construido hasta ahora desde componentes no vivos, y el primero en combinar alimentación, crecimiento, división y selección en un único sistema con un genoma completamente documentado. Para Adamala, es “la chispa”.

La pregunta más antigua de la ciencia

Consultada por Infobae, la científica Larisa Cybulski, investigadora en bioquímica y biología molecular del Conicet en la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la Universidad Nacional de Rosario, en Argentina, dijo tras leer el estudio: “Lo que más impresiona de este trabajo es la enorme cantidad de conocimiento y tecnologías que logra integrar en un único sistema”.

Esta célula es, de alguna manera, un “Frankenstein molecular” -opinó-. Es una construcción obtenida mediante el ensamblaje racional de herramientas provenientes de la biología sintética, la biología molecular y la química clic".

Todavía -advirtió Cybulski- “está lejos de ser un sistema independiente, ya que requiere asistencia humana constante mediante el aporte de macromoléculas complejas preformadas —como fosfolípidos, colesterol, ribosomas y ARN— e incluso intervención mecánica para dividirse".

El costo técnico y experimental de construirla y mantenerla es enorme. “Justamente ahí reside el mérito de este trabajo: es la primera vez que se sintetiza en un laboratorio un sistema que reúne varias de las propiedades que tradicionalmente asociamos con la vida, como la alimentación, el crecimiento, la reproducción y la capacidad de estar sujeto a procesos de selección y evolución”, afirmó.

Aunque todavía es temprano para anticipar sus aplicaciones o su impacto a largo plazo, “este desarrollo ofrece una plataforma sintética de enorme valor. Se trata de un sistema cuyas variables pueden definirse y controlarse casi por completo, lo que lo convierte en un modelo ideal para estudiar procesos fundamentales de la biología, ensayar fármacos, analizar el funcionamiento de proteínas de membrana o de la maquinaria de replicación e, incluso, desarrollar en el futuro biosensores o sistemas de liberación dirigida de moléculas terapéuticas”.

Su mayor aporte, sin embargo, trasciende la medicina y la industria. “Este trabajo abre una puerta completamente nueva para investigar una de las preguntas más fascinantes de la ciencia: cómo la materia organizada llega a convertirse en algo que llamamos vida”, subrayó.