Crean ADN con inteligencia artificial que controla células por primera vez

Un equipo de científicos en Barcelona ha logrado un avance revolucionario en la biomedicina: por primera vez, han diseñado fragmentos de ADN utilizando inteligencia artificial (IA) que pueden controlar el comportamiento de células sanas de mamíferos.

Este logro marca un hito en la aplicación de la IA para comprender y manipular el funcionamiento celular a nivel genético.

¿Qué han conseguido exactamente?

Los investigadores, liderados por el biólogo Lars Velten en el Centro de Regulación Genómica de Barcelona, desarrollaron un sistema de IA capaz de crear secuencias de ADN llamadas "potenciadores".

Estas secuencias, de aproximadamente 250 letras, son responsables de regular la actividad de los genes, actuando como interruptores que pueden activar, desactivar o ajustar la expresión génica.

Durante cinco años, el equipo presentó a la IA una base de datos con 64,000 potenciadores sintéticos, la colección más extensa hasta la fecha, para que aprendiera cómo interactúan con 38 factores de transcripción en siete tipos diferentes de células sanguíneas, incluyendo glóbulos rojos, glóbulos blancos y células madre.

Con esta información, la IA generó nuevos potenciadores que no existen en la naturaleza.

¿Cómo Funciona Este ADN Diseñado por IA?

1. La IA como "Arquitecta Genética"
   • Los científicos utilizaron redes neuronales avanzadas para analizar millones de secuencias de ADN naturales y predecir cómo pequeños cambios afectarían el comportamiento celular.
   • Con estos datos, la IA generó secuencias de ADN sintético optimizadas para activar o desactivar genes específicos en células humanas y de ratón.
2. Control Remoto de Células
   • El ADN artificial actúa como un "interruptor molecular":
     • Enciende genes que producen proteínas terapéuticas (como insulina).
     • Apaga genes defectuosos vinculados a enfermedades como el cáncer.
   • Las células respondieron con un 95% de precisión a las instrucciones del ADN diseñado.
3. Aplicaciones Inmediatas
   • Terapias para diabetes y cáncer: Células modificadas podrían liberar medicamentos solo cuando detecten señales de enfermedad.
   • Biofábricas vivas: Cultivos celulares que produzcan moléculas útiles (como anticuerpos) de manera automática.

¿Por qué es importante este avance?

Hasta ahora, la mayoría de las aplicaciones de IA en este campo se centran en diseñar proteínas con funciones específicas. Sin embargo, este estudio se enfoca en el código genético que regula la producción de proteínas, abriendo nuevas posibilidades para controlar el comportamiento celular desde su origen.

La capacidad de diseñar potenciadores de ADN desde cero permite programar funciones celulares específicas, lo que podría tener aplicaciones en terapias génicas, medicina regenerativa y tratamiento de enfermedades genéticas. Por ejemplo, se podrían desarrollar potenciadores para corregir mutaciones que se acumulan con el envejecimiento y que actualmente no tienen tratamientos efectivos.

¿Qué opinan los expertos?

La bioquímica Susana Vázquez, especialista en diseño de proteínas con IA en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, destaca la importancia del estudio: "Este trabajo refleja cómo la inteligencia artificial está empezando a tener un impacto real en todas las áreas del conocimiento, permitiendo diseñar secuencias genéticas desde cero para programar funciones celulares específicas".

¿Qué nos depara el futuro?

El objetivo a largo plazo es utilizar esta tecnología para desarrollar terapias personalizadas que puedan prevenir o tratar enfermedades mediante la programación precisa del comportamiento celular.

Este avance demuestra el potencial de la inteligencia artificial para transformar la medicina y la biología, ofreciendo nuevas herramientas para entender y controlar los procesos fundamentales de la vida.