La primera célula sintética que tiene un ciclo completo ha sido creada desde cero y a partir de componentes químicos no vivos, un avance que, con el tiempo, “podría aportar soluciones” a problemas complejos en la medicina y la ingeniería.

Así lo indica la Universidad de Minesota (EE. UU.), una de las que participa en la investigación, que aún no ha sido publicada en ninguna revista científica, dentro del proyecto SpudCell. 

Los procesos básicos que realiza un organismo vivo son, entre otros, el uso de la energía, el crecimiento, el desarrollo y la reproducción. 

Todos ellos se pueden reproducir de forma aislada en un laboratorio, pero la idea de un organismo biológico totalmente sintético y que desarrolle esos procesos pertenecía a la ciencia ficción, señaló el centro universitario en un comunicado.

El equipo ha reproducido en química “lo que antes solo era posible en biología: el conjunto completo de comportamientos de una célula. Esto demuestra que las funciones más fundamentales de la vida, como el crecimiento y la replicación, no necesitan una misteriosa chispa mágica”, destacó Kate Adamala, una de las firmantes del texto.

Un ciclo celular completo en el laboratorio

Estas spudcell reproducen el ciclo de vida de una célula biológica, desde la selección, replicación del genóma y el crecimiento hasta la adquisición de recursos mediante la alimentación.

Además, realiza la división celular sin citoesqueleto, que es el que usan las células naturales para esa función, pero en este caso se sustituye por unas proteínas, las cuales se reúnen en la superficie de la membrana hasta que se rompe.

El equipo logró, a través de una modificación genética, que estas células sintéticas crecieran más rápido y produjeran más descendencia, destacó la Universidad de Minesota.

Tras cinco generaciones, la variante de crecimiento más rápido había superado a la original y, en condiciones de escasez de nutrientes, la ventaja aumentó, lo que demostró que la selección y la competencia operaban en un sistema químico totalmente sintético.

Un genoma artificial mínimo

Otra característica es que tiene un genoma artificial muy pequeño, de 90.000 pares de bases, frente a los 3.000 millones del genoma humano y muy por debajo de los 113.000 pares de bases que los biólogos consideraban indispensables para una célula viva.

El término par de bases alude a las unidades químicas o bloques que construyen las cadenas de ADN. Un par crea una pareja que forman un segmento del ADN.

Además, en lugar de un único cromosoma, el genoma se divide en siete plásmidos de ADN independientes, una estructura modular que permite al equipo programar diversas funciones de la célula de forma independiente.

Aplicaciones en medicina molecular

Los investigadores consideran que, a medida que avancen en su desarrollo, SpudCell y sus sucesores serán capaces de realizar funciones y comportamientos cada vez más complejos. 

Las células creadas desde cero podrían realizar transformaciones moleculares que la química industrial no es capaz de efectuar y revolucionar entre otras disciplinas la medicina molecular, creando moléculas terapéuticas precisas y fármacos.

Este trabajo es solo el principio, “estamos demostrando que es posible diseñar las funciones básicas de la célula. Para hacer realidad plenamente el potencial de esta tecnología y conseguir que sea robusta y práctica, necesitamos un esfuerzo internacional conjunto”, agregó Adamala.

El siguiente paso: de la célula a la producción

Por ello, el equipo está poniendo en marcha Biotic, una organización de investigación sin ánimo de lucro y de interés público dedicada al desarrollo de células sintéticas definidas química y funcionalmente, con la misión de “impulsar y gestionar de forma responsable los avances fundamentales en bioingeniería”, explica su web.

Aún queda mucho trabajo por hacer para convertir la construcción de spudcells individuales en una verdadera cadena de producción de ingeniería; además, los distintos laboratorios no cuentan con estándares comunes para una célula funcional, reconocen los investigadores. 

FEW (EFE, Universidad de Minesota)