Una evolución biológica impulsada por la inteligencia artificial
Investigadores australianos han desarrollado un sistema que combina lo mejor de la evolución natural con ingeniería genética de vanguardia. Se trata de PROTEUS (PROTein Evolution Using Selection), una plataforma que simula un proceso evolutivo en células de mamífero mediante el uso de vesículas virales quiméricas (VLVs), lo que permite desarrollar biomoléculas con nuevas funciones en cuestión de semanas.
Diseñada en la Universidad de Sídney, la plataforma permite realizar campañas evolutivas prolongadas dentro de células vivas sin perder estabilidad ni fidelidad. Publicado en la revista Nature Communications, este avance representa una nueva forma de entender y aplicar la evolución dirigida en contextos biológicos complejos.
Un laboratorio evolutivo dentro de la célula
A diferencia de sistemas anteriores basados en bacterias o levaduras, PROTEUS funciona directamente en células de mamífero, lo que garantiza adaptaciones específicas al entorno humano. Gracias a las VLVs diseñadas con genomas del virus Semliki Forest modificados, los científicos pudieron controlar la evolución de proteínas sin que el sistema generase soluciones «tramposas» ni perdiera eficacia.
El sistema fue capaz de alterar la sensibilidad a la doxiciclina de proteínas reguladoras como TetON, mejorando su control farmacológico. También logró evolucionar nanocuerpos intracelulares capaces de detectar daño en el ADN, una función crítica para estudios sobre el cáncer.
Diseño modular y adaptable
El secreto de PROTEUS radica en su diseño modular. Las vesículas virales utilizadas no poseen cápsidas funcionales, lo que evita la formación de partículas defectuosas que suelen contaminar otros sistemas de evolución dirigida. Además, los científicos lograron aumentar la tasa de mutación añadiendo molnupiravir, un análogo nucleósido que altera la fidelidad de la replicación viral, abriendo nuevas posibilidades para ampliar el espacio de mutación accesible.
Resultados prometedores
En sus experimentos, el equipo liderado por Greg Neely y Daniel Hesselson mejoró la sensibilidad del activador transcripcional rtTA-3G, logrando un nuevo sistema que bautizaron como rtTA-4G, con respuesta optimizada a bajas dosis de doxiciclina. Además, con PROTEUS se evolucionó una versión del nanocuerpo Nb139 que ahora puede monitorizar la acumulación nuclear de p53 tras daño en el ADN, función que antes no poseía.
Estructuralmente, las mutaciones generadas por el sistema afectaron regiones alejadas del sitio activo, lo que resalta el potencial del método para producir adaptaciones no obvias que resultan altamente funcionales.
Código abierto y proyección futura
El equipo ha liberado PROTEUS como herramienta de código abierto. “Esperamos que otros laboratorios adopten este sistema para diseñar enzimas, biosensores y herramientas terapéuticas”, señaló el Dr. Christopher Denes, coautor del estudio. “PROTEUS es estable, adaptable y ya ha demostrado ser útil para resolver desafíos genéticos complejos dentro de células de mamífero”.
En palabras de Neely, “podemos generar nuevas moléculas altamente adaptadas para funcionar en nuestro cuerpo, y hacer medicinas que con las tecnologías actuales serían imposibles”.
Un antes y un después en biología sintética
El desarrollo de PROTEUS marca un hito en la evolución dirigida y la biología sintética. Su capacidad para ejecutar mutaciones y seleccionar variantes útiles directamente en células de mamífero lo convierte en una herramienta sin precedentes. Su aplicación podría extenderse desde la mejora de vacunas de ARN mensajero hasta la edición genética precisa en tejidos humanos.
Con este avance, la ciencia australiana consolida su posición como líder en biotecnología y medicina de precisión, ofreciendo una tecnología disruptiva que podría redefinir la creación de tratamientos a medida en el futuro cercano.
