Reprograman células para que recuerden estímulos y reaccionen a ellos del modo deseado

La biología sintética permite a los investigadores programar células para llevar a cabo funciones novedosas, como emitir señales en respuesta a una sustancia concreta o producir un fármaco en respuesta a marcadores de una enfermedad. En un importante paso adelante hacia la creación de circuitos celulares mucho más complejos, unos ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, han reprogramado ahora células para que recuerden una serie de sucesos y reaccionen a ellos cuando vuelvan a ocurrir.

Estas células pueden recordar, en el orden correcto, hasta tres estímulos diferentes, pero este enfoque debería ser ampliable para incorporar muchos más estímulos, según estiman los investigadores. Usando este sistema, los científicos pueden hacer un seguimiento de eventos celulares que suceden en un orden en particular, crear sensores medioambientales que almacenen historiales complejos, o hacer un seguimiento de transformaciones celulares.

Este método ha permitido al equipo de Timothy Lu, jefe del Grupo de Biología Sintética en el Laboratorio de Investigación de Electrónica del MIT, crear dispositivos biológicos que adoptan diferentes estados dependiendo de qué datos reciben y en qué orden. Los investigadores también crearon software capaz de ayudar a los usuarios a diseñar circuitos que inculquen los comportamientos deseados en las células.

El laboratorio de Lu espera ahora usar este enfoque para estudiar procesos moleculares que están controlados por series específicas de eventos, como la aparición de sustancias químicas delatadoras u otras moléculas señalizadoras, o la activación de ciertos genes.

Por ejemplo, los científicos podrían usar esta técnica para hacer un seguimiento del ciclo de transformación de células madre u otras células inmaduras hasta que se conviertan en células maduras y diferenciadas. También podrían seguir la progresión de enfermedades como el cáncer, y actuar a tiempo del modo más adecuado en cada fase de la enfermedad. Además, los ingenieros podrían usar la técnica para programar vías de diferenciación celular.

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