...Se puede crear levaduras con nuevas funciones? Por Arturo Urrios, estudiante Pre-doctoral en el grupo del Dr. Francesc Posas

Arturo Urrios, estudiante Pre-doctoral en el grupo del Dr. Francesc Posas
Arturo Urrios

Vivimos en un mundo con constantes avances tecnológicos. Cada vez nuestros ordenadores son más potentes y más pequeños, hacemos video-llamadas con medio mundo y las páginas web nos sugieren lo que deberíamos comprar cuando se acercan las navidades basándose en nuestro historial de navegación.

Además, en estos momentos estamos viviendo una revolución biotecnológica con ejemplos como la medicina regenerativa, las bacterias comedoras de plástico o las algas que generan combustible. El conocimiento que hay hoy en día sobre la biología de las células nos permite empezar a construir células con funciones nuevas con relativa facilidad y plantearnos invenciones que hace unos años pertenecían al género de la ciencia ficción.

Desde los orígenes, la humanidad ha buscado inspiración en la naturaleza para buscar respuestas a sus problemas. La biotecnología no ha necesitado una comprensión exhaustiva del funcionamiento de los organismos vivos para ser productiva. Por ejemplo los maestros panaderos y cerveceros al preparar sus bases para hacer pan o brebajes las dejaban reposar durante varios días hasta que el pan se inflaba y se volvía esponjoso, y la cerveza o el vino adquirían nuevos matices y se enriquecían en alcohol. Estas nuevas propiedades que aparecían en los alimentos son producidas por las levaduras que crecían en la superficie de los cereales y se incorporaban a las mezclas de manera natural. Las levaduras al utilizar los azúcares de la naturaleza como energía producen gas (dióxido de carbono) y alcohol como productos de su metabolismo. El uso de las levaduras para fermentar el pan y la cerveza es una de las primeras aplicaciones biotecnológicas de los humanos y llevamos 6000 años utilizándolas, aunque no fue hasta hace ciento cincuenta años con las investigaciones como las realizadas por Louis Pasteur y otros investigadores que descubrimos que las levaduras eran las responsables de estos procesos.

El siglo XX fue especialmente prolífico para la biología molecular. En la década de los 40 se descubrió que la información que gobierna una célula reside en el ADN, diez años más tarde se descubrió la estructura del ADN y veinte años después ya era posible intercambiar voluntariamente fragmentos de ADN entre diferentes organismos vivos. En los 80 se empezó a utilizar este conocimiento para hacer frente a una de las enfermedades crónicas más frecuentes: la diabetes. Los pacientes diabéticos necesitan tomar varias dosis diarias de insulina para poder regular sus niveles de azúcares. La insulina que se usaba era de origen animal y la demanda excedía a la oferta, pero a principios de los 80 se consiguió introducir el gen de la insulina humana en las levaduras. A partir de aquí la insulina humana y otras moléculas de interés farmacéutico se empezaron a producir a gran escala en grandes tanques de levaduras de manera similar a la cerveza. Esto es sólo la punta del iceberg de lo que podíamos hacer hace treinta años, ahora somos capaces de leer el genoma entero de un organismo e incluso tenemos máquinas que son capaces de generar secuencias de ADN a partir de un fichero de texto.

En un futuro no muy lejano potencialmente podremos diseñar levaduras u otros organismos similares a la carta para que desarrollen cualquier función que podamos imaginar. Una levadura es un organismo capaz de recibir información del exterior, procesarla y producir una respuesta siguiendo un programa específico similar al de un ordenador. Con la tecnología actual en el laboratorio estamos investigando como construir programas biológicos que den funciones nuevas a las levaduras, como por ejemplo producir insulina o glucagón sólo cuando el azúcar del medio aumenta o disminuye respectivamente. De hecho, podríamos ir un paso más lejos, y preguntarnos qué pasaría si tuviéramos diferentes levaduras que no sólo tuvieran funciones nuevas sino que además pudieran comunicarse entre ellas para tomar decisiones conjuntas. Para explorar este escenario se pueden desarrollar un conjunto de levaduras capaces de compartir información y enviarse mensajes mediante la secreción de compuestos. Hoy en día se estudia cómo utilizar este conocimiento para construir ordenadores biológicos formados por diferentes células que se comunican entre sí. Con estos ordenadores biológicos se pueden detectar diferentes sustancias en el medio pero sólo producir una respuesta si se encuentra cierta combinación de interés. Actualmente es una tecnología en desarrollo que está en exploración. Sin embargo, su potencial es inabarcable, y no sólo el producto final sino lo que aprendamos por el camino será extremadamente útil y aplicable en otros campos y para la sociedad en su conjunto.

Arturo Urrios, estudiante Pre-doctoral en el grupo del Dr. Francesc Posas

 

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