Los nuevos alquimistas y la creación de células sintéticas

Estamos ante algo realmente sorprendente. Se trata, sin duda, de uno de los mayores logros del conocimiento humano, que nos remite a los sueños de los antiguos alquimistas. Se ha conseguido, por primera vez, crear una célula cuyas funciones están controladas por un genoma producido artificialmente. Este descubrimiento marca el comienzo de una nueva era en la biología, y tiene importantes implicaciones científicas y filosóficas.

El trabajo fue dado a conocer apenas hace unos días, el 20 de mayo, en la versión online de la revista Science. Fue realizado por un equipo de 24 científicos del Instituto J. Craig Venter, ubicado en San Diego, California, integrado por Daniel G. Gibson y sus colegas, entre los que se encuentra el propio Venter, brillante y ambicioso impulsor de los estudios para descifrar la secuencia del ácido desoxirribonucleico (ADN) en diferentes especies, y célebre por haber participado exitosamente en la carrera por la lectura completa del ADN humano.

El trabajo es fascinante, pues se coloca en la cima del conocimiento en tres áreas: la primera es la lectura rápida y la digitalización de la secuencia de la molécula de ADN. La segunda, que me parece impresionante, es la síntesis en el laboratorio de la molécula completa de ADN, y la tercera, y quizá la más impactante, es el transplante de la molécula recién creada a una célula diferente. Pero veamos esto con un mayor detalle.

Puede decirse que la lectura del genoma se ha convertido en un proceso rutinario en varios laboratorios del mundo. Se han acumulado a la fecha miles de genomas de diferentes especies en bases de datos públicas. Además, la capacidad de digitalizar esta información mediante nuevos paradigmas computacionales se ha incrementado notablemente en los pasados 25 años. En el trabajo que comento se eligió un genoma bien caracterizado, el de una bacteria llamada Mycoplasma micoydes. Conociendo la secuencia de las unidades básicas del ADN de esta bacteria, y almacenando esta información en los sistemas de cómputo, surge una pregunta: ¿Es posible emprender ahora la ruta inversa, y crear, desde una computadora, la molécula completa de ADN?

Esto fue lo que hizo el grupo liderado por Craig Venter. A partir de los compuestos químicos esenciales (fabricados por la empresa de biotecnología Blue Heron) se diseñó una estrategia en varias etapas para el ensamblaje de una molécula de ADN, (casi) idéntica a la de la bacteria M. micoydes. No era la primera vez que el equipo de Venter lograba sintetizar ADN. En 2003 se había conseguido reproducir artificialmente el genoma de un fago (virus que infecta bacterias), y en 2008 el de una pequeña bacteria, pero estas moléculas habían fallado en una prueba esencial: demostrar que funcionan.

En química, cuando se logra conocer la estructura de una molécula, el paso siguiente es sintetizarla, pero la etapa crucial consiste en probar que funciona de la misma manera que lo hace en su forma natural. Hasta hoy, esto nunca se había logrado en el campo de la genómica. Hay que tomar en cuenta, además, que en este caso no se trata de cualquier compuesto, sino del ADN, al que se considera la molécula de la vida.

El ADN recién ensamblado se trasplantó a una bacteria diferente, llamada Mycoplasma capricolum. En el proceso de trasplante, el genoma de la bacteria receptora fue completamente remplazado por el ADN creado artificialmente. Las células creadas de esta forma muestran la capacidad de autorreplicarse, es decir, se reproducen formando colonias. Su forma, evaluada a través de la microscopía electrónica, es parecida a la de la bacteria M. mycoides. Pero no sólo eso: hay un cambio en el tipo de proteínas que se producen en las nuevas células, proceso que es ahora guiado por el ADN sintético: La progenie, o sea, las células hijas, no contienen ninguna de las moléculas proteicas presentes originalmente en la bacteria receptora (M. capricolum).

Estos resultados nos dejan atónitos y a la vez maravillados. De confirmarse, estaríamos ante una nueva revolución en la ciencia, en particular en la biología. Se estaría abriendo una puerta que nos conduciría a nuevas dimensiones para comprender en detalle los procesos de la vida, así como a aplicaciones potenciales en los campos de la salud, la energía o el medio ambiente. Pero también, como todo conocimiento, lleva aparejados nuevos desafíos, por sus implicaciones éticas y sociales. Algunos se preguntan si estos resultados significan que nuestra especie ha logrado crear nuevas formas de vida. No lo sé, pero lo que sí es seguro es que al menos se ha logrado crear una nueva subespecie, que antes de estos experimentos no existía (el ADN creado tiene diferencias en 19 sitios respecto del genoma original de M. mycoides).

Como la antigua alquimia que empleaba azufre, sal y mercurio para transmutar los metales, ahora los nuevos alquimistas ensamblan las letras (A, C, T y G) para crear células sintéticas. Según la leyenda, en la Edad Media y el Renacimiento los magos y protoquímicos buscaban crear con sus procedimientos el Oro (con mayúscula) a partir de metales imperfectos. En el camino creaban homúnculos y panaceas, pero su meta no era la forma metálica del oro, sino su sentido filosófico, cuyo significado más profundo era aproximarse a Dios.