Yo, célula

JAVIER YANESMADRID. HAL, SAL y WAL. Los dos primeros traen a la memoria las computadoras en las que Arthur C. Clarke plasmó su visión de la inteligencia artificial para su obra «2001». Pero sólo es

JAVIER YANES. MADRID
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HAL, SAL y WAL. Los dos primeros traen a la memoria las computadoras en las que Arthur C. Clarke plasmó su visión de la inteligencia artificial para su obra «2001». Pero sólo es una afortunada coincidencia la que hoy liga estos mismos acrónimos con el concepto que Clarke imaginó y Kubrick retrató en un gélido ojo rojo que espiaba a los protagonistas de la odisea espacial.

«Hard Artificial Life» (HAL) y «Soft Artificial Life» (SAL) son dos vertientes de la búsqueda infatigable del ser humano por arrogarse el privilegio de crear vida artificial. La primera se refiere al «hardware», léase soportes, robots y maquinaria; la segunda comprende la programación que anima esos robots, o que simula las condiciones de la vida en las entrañas silíceas de un circuito; y ambas han llenado volúmenes de ciencia ficción desde que Asimov promulgó sus famosas leyes de la robótica.

El tercer término, WAL, no es una modalidad nueva, pero ha crecido ensombrecida por sus famosas hermanas hasta convertirse, en los últimos años, en nueva promesa y grial de la aspiración demiúrgica del hombre. La «W» atiende por «wet» -húmeda-, y expresa lo que diferencia a la vida biológica de la simulación virtual: el agua. La «vida artificial húmeda» resume el objetivo de crear verdaderos seres vivientes -y no hombres de hojalata- de forma sintética. Pero si no hay límites para la fantasía literaria en cuanto a replicantes Nexus 6 y demás derivados del mito de Pinocho, aún los hay para la ciencia. Todo viaje comienza con un pequeño paso, y el primer escollo de la WAL es fabricar el ladrillo que compone un ser vivo: la célula.

Alquimistas de la biología

Y es aquí donde desaparece el camino bajo los pies. Para reconstruir algo es preciso conocerlo al detalle, y hoy es difícil atisbar el día en que la célula no esconderá más secretos para los científicos. «La biología aún está en fase de alquimia», afirma Federico Morán, científico del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) y experto en evolución molecular. Para reconocer un sistema sintético como «vivo», antes se debería consensuar qué es la «vida».

Según Morán, el mínimo común múltiplo de todos los entes vivos es «su capacidad de evolucionar a lo largo del tiempo»; en otras palabras, de perpetuarse y de someterse a la selección natural darwiniana. De forma más concreta, esto se desarrolla en tres cualidades: autocontenerse, es decir, disponer de una frontera con el exterior que separe lo propio de lo extraño, y que regule el tráfico de sustancias a su través; autorreplicarse, o disponer de una herencia genética transmisible a la descendencia y susceptible de mutación; y por fin, autosostenerse, empleando fuentes de energía externas que alimenten el organismo mediante ciclos metabólicos.

Deconstrucción biológica

Una vez establecidas estas tres funciones, surge el interrogante: ¿cuáles son los componentes esenciales para ello? Los equipos de investigación que exploran la «terra incognita» de la célula artificial abordan dos enfoques diferentes. El primero es de «arriba abajo»: desnudar a algún sistema natural de todo lo superfluo, hasta obtener una «célula mínima», el ser vivo más simple. En ocasiones se utilizan procesos híbridos, reemplazando las piezas naturales demasiado complejas por repuestos más sencillos, diseñados «ad-hoc» por los bioingenieros.

El caso más popular lo abandera el extravagante científico y multimillonario norteamericano J. Craig Venter, a quien sus intentos de patentar todo lo que se mueve, desde los genes humanos hasta los sintéticos, le han granjeado el sobrenombre de «Bill Gates de la biología molecular». A finales del pasado junio, Venter sorprendió a la comunidad científica con el primer trasplante completo de genoma, logrando transformar una especie de bacteria en otra. Los actuales empeños de su instituto privado de investigación se centran en repetir el mismo esquema, pero utilizando esta vez un cromosoma cien por cien artificial, que con unos 400 genes prendería la «chispa vital» en la cáscara vacía de una célula.

Mitocondrias emancipadas

Un enfoque más «biológico» y elegante es el de Antón Vila, investigador coruñés en la californiana Universidad de Berkeley. Allí dirige un proyecto encaminado a «revertir la endosimbiosis de la mitocondria». El científico explicaba a ABC que las mitocondrias, vesículas interiores a las células que actúan como pilas de energía, fueron un día bacterias independientes que encontraron más cómoda la existencia dentro de una célula mayor, especializándose en esta función generadora.

El objetivo de Vila es devolver a este orgánulo la independencia que perdió a lo largo de la evolución: «Tiene su propio genoma, pero sólo consta de unos 30 genes, frente a las 1.000 proteínas que contiene. Calculamos que el complemento mínimo necesario será de unos 300 genes», asegura. El biólogo precisa que sigue dos líneas de trabajo paralelas, con mitocondrias de levadura -donde es más fácil introducir genes- y de mamífero. «Estos días hemos incorporado el primer gen a la mitocondria de levadura. Aún tenemos que encontrar el método para mamíferos, pero de paso, las técnicas que desarrollemos serán útiles en terapia génica de enfermedades mitocondriales». Vila aún contempla un largo camino por delante hasta la fecha en que sus mitocondrias escaparán, por fin, de su prisión celular.

El segundo enfoque, el de «abajo arriba», es pura artesanía biológica: partiendo de «tornillería molecular» en bruto, los científicos tratan de fabricar la máquina viva, una «protocélula» con el equipaje genético y bioquímico estrictamente imprescindible. El «biorreactor vesicular» del proyecto europeo SynthCells, en el que participan investigadores de cuatro universidades, y las «vesículas replicativas» que intenta desarrollar Jack Szostak en la Universidad de Harvard, son las iniciativas más firmes.

En ambos casos, el protocolo arranca con la fabricación de un recipiente que albergue la protocélula. Para ello, nada mejor que emplear la misma estrategia de la naturaleza, una propiedad que todo el mundo conoce, pero que pocos imaginan como la responsable de que exista la vida: la repulsión entre el agua y el aceite. La membrana de toda célula es un globo de grasa que separa dos ambientes acuosos, el interior y el exterior. Ácidos grasos o fosfolípidos pueden ensamblarse artificialmente en vesículas o liposomas que después se rellenarán de lo necesario, protoenzimas y cadenas de genes en el proyecto europeo, o un ARN capaz de autorreplicarse en el esquema propuesto por Harvard.

El «bicho» de Los Álamos

Quizá la apuesta más audaz e innovadora sea la de la empresa veneciana Protolife, fundada por el «teórico del caos» Norman Packard y el filósofo Mark Bedau. Con la colaboración del proyecto europeo de Evolución de la Célula Artificial Programable (PACE) -en el que contribuye a la modelización teórica el grupo de Ricard Solé, de la Universidad Pompeu Fabra-, Protolife espera fabricar la «criatura» pergeñada por su socio Steen Rasmussen, del laboratorio norteamericano de Los Álamos, y bautizada como «el bicho»: una gotícula de grasa donde, «como migas en un chicle» -según Rasmussen-, se empotrará la molécula portadora de la herencia: el APN, o ácido peptidonucleico, un sustituto del ADN diseñado para que permanezca en el interior de la gota cuando esté en reposo, y que para replicarse asomará a la superficie, donde se copiará gracias a pequeños fragmentos complementarios que sus «cuidadores» añadirán al medio.

Aunque algunos expertos vaticinan que a diez años vista la primera generación de células artificiales nos saludará desde las páginas de «Nature» o «Science», el camino por delante parece aún casi infinito. Pero hoy pocos dudan de que el día llegará. Y entonces, se abrirá un nuevo universo biotecnológico y terapéutico, donde estos «obreros celulares» se programarán para elaborar fármacos y transportarlos de forma específica hasta sus células diana, o para devorar residuos, o generar combustibles.

Por lo demás, y para tranquilizar a los más timoratos, no hay motivo para temer una invasión de «replicantes». Según Bedau, «serán organismos extremadamente inestables, y podremos considerarnos muy afortunados si logramos mantenerlos con vida durante una hora en condiciones de laboratorio estrictamente controladas. Pensar que pudiesen escapar y sojuzgarnos está más allá de todo lo imaginable».

Nexus 6 seguirá viviendo, aún por mucho tiempo, sólo en las pantallas de cine.