Un equipo formado por científicos de las universidades de Harvard y Princeton ha comprobado que los biocomputadores pueden trabajar en células cultivadas de hígado humano, según informan en un artículo publicado por la revista Nature Biotechnology .
Se trata, según sus responsables, de un paso crucial para construir finalmente ordenadores biológicos funcionales. Estos ordenadores son pequeños dispositivos implantables que pueden monitorizar la actividad y las características de las células humanas.
La información proporcionada por estos “doctores moleculares”, construidos completamente con ADN, ARN y proteínas, podría revolucionar la medicina, al ser hipotéticamente capaces de dirigir las terapias directamente al tejido o las células afectadas.
La célula viva contiene máquinas moleculares que manipulan moléculas que codifican información, como el ADN, de maneras muy similares a la computación, lo que constituye la base de los pretendidos ordenadores biológicos funcionales.
La idea de construir una informática con base en el ADN fue lanzada por vez primera en 1994 por
Leonard Adleman, de la Universidad de California. En un artículo famoso, describe cómo se puede utilizar un método biológico para resolver un problema matemático. Muchos laboratorios han conseguido reproducir la técnica bioinformática de Aldeman utilizando la biología molecular clásica y los métodos enzimáticos, si bien no todos los problemas han sido resueltos.
“Cada célula del ser humano tiene todas la herramientas necesarias para construir estos biocomputadores por sí mismas”, dice Yaakov Benenson, miembro del proyecto, en un comunicado hecho público por la universidad de Harvard. “Digamos que cada célula tiene una copia de todos los elementos que forman estas pequeñas máquinas y nuestra biología hace el resto. Literalmente, nuestras células construirán estos bicomputadores”, puntualiza.
Ordenadores chivatos
Los científicos que han llevado a cabo este estudio han demostrado también cómo estos biocomputadores son capaces de indicar la presencia de señales y cambios bioquímicos dentro de la propia célula y transmitir eso datos de tal manera que son discernibles para los estudiosos con un equipamiento básico de laboratorio.
“Habitualmente, no tenemos herramientas para leer las señales celulares. Estos ordenadores biológicos pueden traducir señales celulares complejas, como la actividad de un determinado gen, en datos legibles para nosotros. Pueden incluso ser programadas para traducir automáticamente esos datos en una acción concreta, como etiquetar una célula a tratar o llevar a cabo una acción terapéutica”, confirma el profesor Benenson.
Una a una
Benenson y su equipo, en el que también se encuentra Ron Weiss, profesor asociado de ingeniería eléctrica de la universidad de Princeton, han desarrollado una estructura conceptual en la que varios fenotipos (manifestación visible del genotipo en un determinado ambiente) pueden ser presentados lógicamente.
Los cálculos de los biocomputadores podrían permitir a los investigadores construir biosensores o sistemas de administración de medicamentos capaces de diferenciar tipos específicos o grupos de celdas en el cuerpo humano.
Estos dispositivos ayudarían, según los autores del artículo, a tratar por ejemplo células cancerígenas a través de una sofisticada integración de señales intracelulares, dejando las células sanas sin tratar.
Por el momento, esta posibilidad puede tardar tiempo en hacerse realidad. El campo en el que los bioingenieros están poniendo todo su empeño es en probar diferentes formas de convertir ADN en ordenadores biológicos versátiles que sean capaces de detectar ciertas combinaciones de moléculas y de responder produciendo otras moléculas. El anuncio de la Universidad de Harvard se enmarca en este punto del desarrollo de estos dispositivos.