En el primer panel se observa un óvalo verde con textura puntillista sobre un fondo negro. Luego, el óvalo comienza a deformarse por su eje menor, como si un hilo invisible hubiera comenzado a asfixiarlo. El óvalo cede al estrangulamiento y se escinde apaciblemente. Ahora dos óvalos verdes ocupan el último panel: hemos sido testigos de la división de la primera SpudCell, una célula sintética con un ciclo de vida completo. Al menos, eso es lo que publicita el equipo de la Universidad de Minnesota, liderado por Kate Adamala y Aaron Engelhart. 

La palabra publicita es la adecuada, ya que los investigadores líderes han publicado los resultados (así como varios comunicados de prensa) en su propio sitio web, en lugar de emitir el anuncio tras una rigurosa revisión por pares y la aceptación formal del estudio por parte una revista científica. Este quizás sea el punto más débil hasta el momento para el hito que puede constituir SpudCell en el campo de la biología sintética.

No es la primera vez que el diseño de “vida sintética” se anuncia a medios de comunicación masiva. Por ejemplo, en mayo de 2010, Craig Venter (1946-2026, pionero de la biología sintética) anunció “la primera célula sintética, una célula creada comenzando con el código digital en la computadora, construyendo el cromosoma a partir de cuatro botellas de químicos, ensamblando ese cromosoma en levadura, trasplantándolo a una célula bacteriana receptora y transformando esa célula en una nueva especie bacteriana”. Sin embargo, la conferencia de prensa se dio después de que la revista Science hubiera aceptado el artículo de investigación.

El ADN de SpudCell está codificado de manera modular, en lugar de una sola cadena de ADN. La información genética se repartió por diseño en siete moléculas de ADN (plásmidos), las cuales contienen la información que le permite a SpudCell llevar a cabo un ciclo de vida celular completo: alimentarse, crecer, replicar su ADN y dividirse a lo largo de varias generaciones. Este hecho no implica que SpudCell esté “viva”; solo reproduce varias funciones esenciales con ayuda de nutrientes suministrados de manera externa (una célula no sintética puede producir su propio alimento a través del metabolismo). Al diseñarla de esta manera, los científicos han logrado que el código genético de SpudCell sea mínimo: 90 mil pares de bases.

Para inducir la división celular en SpudCell se utilizan proteínas que se aglutinan en la superficie de la membrana celular hasta crear un estrés mecánico que conduce a la división. Además, los científicos diseñaron el ADN de SpudCell para que sintetizara proteínas que incrementan la velocidad de crecimiento y replicación. Con ello, se observó que esta “descendencia” supera a la original –es decir, que la descendencia se replica más rápido que la primera célula de la cual surgió– después de cinco generaciones, por lo que en un escenario donde los nutrientes escasean, solo la variante con crecimiento rápido prevalece; en otras palabras, se tiene un comportamiento de competición y selección darwiniana.

Quizás el ejemplo más cercano a este comportamiento se obtuvo en 2022, cuando científicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, el Insituto J. Craig Venter, y la Universidad Técnica de Dresde, desarrollaron un modelo computacional que simulaba todas las funciones de la célula JCVI-syn3.0, que posee el genoma más pequeño diseñado hasta ese momento, con 531 mil pares de bases, significativamente superior si se compara con SpudCell. La simulación in silico de JCVI-syn3.0 es lo suficientemente detallada para utilizarse con fines predictivos. Por ejemplo, la comprobación experimental en la disminución del tiempo de replicación celular (de 120 a 105 minutos) tras reintroducir un par de genes que se consideraban no esenciales. Este hallazgo es una muestra de la complejidad subyacente aún en sistemas biológicos mínimos.

A pesar de ello, la científica líder en el diseño de SpudCell, Kate Adamala, afirma que  “hemos replicado en química lo que solía ser posible únicamente en biología: el conjunto completo de comportamientos en una célula. No hay chispa mágica misteriosa.” Sus palabras nos remiten a un punto de inflexión en la historia de la química: la síntesis de la urea a partir de químicos inorgánicos, inertes (como es también el caso de SpudCell) por Friedrich Wöhler (1800-1882). Con ello, se desterró al vitalismo –la idea de una “fuerza vital” que distinguía lo animado de lo inanimado– del ámbito científico y se abrió la búsqueda de nuevas rutas para sintetizar productos químicos de interés. De igual forma, el potencial valor de SpudCell reside en su capacidad de servir como una carcasa o “plataforma biológica programable” que permita sintetizar proteínas, medicamentos, vacunas, químicos especiales para degradar contaminantes y/o generar combustibles, sin mencionar su importancia en la comprensión de los mecanismos mínimos necesarios para generar “vida”.

De confirmarse, a través de una revisión por pares, las afirmaciones sobre las propiedades de SpudCell, contaríamos con un banco de pruebas experimental para explorar múltiples alternativas en la manufactura de productos químicos o investigación médica. Con ello en mente, Adamala y otros científicos ajenos a la Universidad de Minnesota han fundado Biotic, “una institución de ingeniería e investigación para beneficio del público que buscan construir la infraestructura técnica compartida para la ingeniería de células sintéticas, y mantener abierta la participación de los investigadores alrededor del mundo”. El papel de Biotic es concentrar los esfuerzos en la ingeniería para que realmente a través de SpudCell se puedan probar diversos protocolos de investigación colaborativos “y comenzar a aplicar esta tecnología a desafíos de alto impacto”.

La biomanufactura –aprovechar el perfeccionamiento de miles de años de evolución en sistemas biológicos acompañado de un diseño racional– puede tornarse en la moderna “piedra filosofal” para convertir materias primas en productos de alto valor agregado o de primera necesidad (la insulina, por ejemplo, cuyos costes cada vez más prohibitivos pueden llevar a la muerte a algunos diabéticos). Pero toda nueva tecnología conlleva preguntas sobre su potencial mal uso. En este sentido, las palabras de J. Robert Oppenheimer son tan válidas hoy como hace ochenta años si sustituimos “biología sintética” por “bomba atómica”: “Cuando te encuentras con algo técnicamente factible, sigues adelante. Luego ya entras en debates, pero solo cuando técnicamente el experimento ha dado sus frutos. Eso es lo que ocurrió con la bomba atómica”. ~