🧬 Esta IA biológica acelera la selección natural

Investigadores australianos han diseñado una forma de inteligencia artificial biológica, un sistema capaz de acelerar la evolución molecular directamente en células vivas. Este avance, llamado PROTEUS, abre perspectivas inéditas para la medicina personalizada y las terapias génicas.

A diferencia de los métodos tradicionales limitados a bacterias, PROTEUS opera en células de mamíferos, reproduciendo en semanas un proceso que tomaría períodos mucho más largos en la naturaleza. Este "motor de evolución" dirigido permite diseñar moléculas a medida, adaptadas a desafíos biológicos.

PROTEUS: un acelerador de evolución celular

El sistema se basa en la evolución dirigida, técnica galardonada con un Nobel en 2018. PROTEUS retoma su principio superando las limitaciones de los modelos bacterianos. Las células de mamíferos ofrecen un entorno más cercano al humano, crucial para aplicaciones médicas.

Para evitar sesgos, los científicos usaron partículas virales quiméricas. Esta mezcla de dos virus distintos garantiza la estabilidad del sistema. Así, las células prueban millones de variantes moleculares, seleccionando las más eficaces.

Los resultados, publicados en Nature Communications, muestran que PROTEUS puede perfeccionar mecanismos biológicos conocidos. Por ejemplo, generó una versión mejorada de la proteína rtTA, aumentando su sensibilidad a un fármaco por un factor de 6. Estas optimizaciones ilustran su potencial para refinar herramientas terapéuticas.

Aplicaciones: desde la edición genética hasta la detección del cáncer

PROTEUS ya ha producido nanocuerpos capaces de detectar daños en el ADN, un marcador clave del cáncer. Una mutación específica (S26P) aumentó su precisión en el núcleo celular, como revelan pruebas con agentes quimioterapéuticos.

El sistema también podría perfeccionar CRISPR o vacunas de ARNm. Al ajustar moléculas terapéuticas directamente en células humanas, evita los problemas de modelos simplificados. Su carácter de código abierto fomenta su adopción masiva por la comunidad científica.

Los investigadores exploran ahora su adaptación a otros tipos celulares. A largo plazo, PROTEUS podría permitir abordar tejidos o enfermedades específicas, combinando rapidez y relevancia fisiológica.

Para profundizar: ¿qué es la evolución dirigida?

La evolución dirigida reproduce en laboratorio los mecanismos clave de la selección natural -mutaciones aleatorias y presión selectiva- pero de forma acelerada y dirigida. A diferencia de la evolución natural que opera en escalas geológicas, esta técnica obtiene biomoléculas optimizadas en semanas. Así, los investigadores pueden "hacer evolucionar" enzimas, anticuerpos u otras proteínas para dotarlas de propiedades específicas.

Este enfoque fue transformado por los trabajos de Frances Arnold, premiados con el Nobel de Química en 2018. Su equipo demostró que se puede guiar la evolución de proteínas para obtener enzimas industriales más estables o activas. Hoy, la evolución dirigida se usa para desarrollar biocombustibles, detergentes ecológicos o medicamentos más eficaces.

La gran innovación de PROTEUS radica en su aplicación a células de mamíferos, entorno mucho más complejo que las bacterias tradicionales. El sistema puede así producir moléculas perfectamente adaptadas al cuerpo humano. Este avance abre camino a terapias más precisas y herramientas diagnósticas más fiables.