No es un superordenador ni un complejo software, sino un sistema biológico que opera dentro de células vivas
Una nueva clase de inteligencia artificial actúa desde dentro del organismo: sistemas virales modificados entrenan proteínas vivas para detectar y corregir errores celulares. / ChatGPT/T21
EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
Madrid16 JUL 2025
Un sistema viral inteligente utiliza la evolución dirigida dentro de células vivas para diseñar moléculas terapéuticas a una velocidad sin precedentes. Permite "entrenar" a las proteínas para que corrijan errores, resistan fármacos y detecten enfermedades desde dentro del propio organismo.
Científicos australianos han desarrollado un sistema que podría describirse como una "inteligencia artificial biológica", según un artículo publicado en Nature Communications. Bautizada como PROTEUS, esta plataforma no utiliza chips de silicio ni algoritmos informáticos, sino que opera dentro de células vivas de mamíferos para diseñar y evolucionar moléculas con una precisión matemática.
Al igual que se le puede pedir a una IA que resuelva un problema complejo, los investigadores pueden "programar" a PROTEUS con un desafío genético, como desactivar un gen que causa una enfermedad, y el sistema aprende y evoluciona para encontrar la solución por sí mismo.
El desafío: entrenar moléculas en el complejo cuerpo humano
Crear nuevas proteínas o herramientas genéticas en un laboratorio es una cosa, pero asegurar que funcionen correctamente dentro del increíblemente complejo ecosistema de una célula humana es un reto mucho mayor. Durante años, los científicos han utilizado la evolución dirigida, una técnica que imita y acelera la selección natural, para mejorar biomoléculas. Sin embargo, este proceso se ha realizado mayoritariamente en organismos simples como las bacterias.
El problema es que una célula de mamífero es un entorno mucho más sofisticado. Una proteína diseñada en una bacteria a menudo fracasa en humanos porque carece de las adaptaciones específicas que nuestras células requieren. Los intentos anteriores de realizar esta evolución directamente en células de mamífero se han topado con un obstáculo persistente: el sistema se corrompe, generando "trampas" o partículas virales defectuosas que arruinan el experimento.
El algoritmo: un virus quimérico que aprende sin hacer trampas
PROTEUS resuelve este problema con un diseño singular que funciona como un sistema de aprendizaje continuo. Los investigadores crearon un virus quimérico, que combina los genes de un virus con la cubierta de otro distinto. Este sistema de dos piezas es la clave para evitar que el sistema "haga trampas".
La primera pieza es el "software" (genoma viral): contiene las instrucciones de la proteína que se quiere mejorar. De forma crucial, los científicos le quitaron la capacidad de construir su propia cápside (su cubierta protectora). La segunda clave es la proteína de envoltura: para que el virus se propague, necesita una "llave" en forma de proteína de envoltura. Esta llave no la produce el virus, sino la propia célula huésped.
El sistema funciona como un ciclo de aprendizaje: la célula solo fabricará la "llave" si la proteína que se está evolucionando funciona bien. Una variante mejorada de la proteína hace que la célula produzca más llaves, lo que permite que esa versión del virus se replique y domine la población. Mientras tanto, el propio virus introduce mutaciones de forma natural, generando millones de nuevas "posibles soluciones" para que el sistema las ponga a prueba en un ciclo que puede repetirse durante semanas. Este diseño estable y robusto permite a PROTEUS explorar un espacio de soluciones genéticas que un investigador humano tardaría años en analizar.
Los resultados: soluciones biológicas de alto rendimiento
Para demostrar su poder, el equipo utilizó PROTEUS para resolver varios "problemas" genéticos con resultados notables. Primer problema: crear proteínas a prueba de fármacos. El sistema evolucionó una proteína para que se volviera resistente a un antibiótico que normalmente la desactiva. En solo diez rondas, no solo encontró mutaciones conocidas, sino también combinaciones nuevas y complejas que conferían una resistencia superior.
Segundo problema: perfeccionar una herramienta de control genético. Los científicos mejoraron una herramienta molecular muy utilizada para activar genes (el sistema Tet-ON). PROTEUS generó una nueva versión, bautizada como rtTA-4G, mucho más sensible y eficaz. Curiosamente, las mutaciones responsables de esta mejora solo funcionan en células de mamífero, demostrando la importancia de "entrenar" a las moléculas en su entorno final. Tercer problema resuelto: diseñar un biosensor para detectar daño celular. Para conseguirlo, los científicos optimizaron un "nanocuerpo" (una versión mini de un anticuerpo) para detectar la proteína p53, la "guardiana del genoma". El sensor original no funcionaba bien, pero la versión evolucionada por PROTEUS permitía visualizar en tiempo real la respuesta de las células al daño en el ADN, un proceso clave en enfermedades como el cáncer.
El futuro: La era de la medicina programable
PROTEUS es más que una herramienta; es un cambio de paradigma, según sus creadores. Transforma la ingeniería de proteínas en una especie de aprendizaje automático molecular. Al ser una tecnología de código abierto, los investigadores esperan que otros laboratorios la adopten para potenciar el desarrollo de una nueva generación de enzimas, herramientas de edición genética como CRISPR y terapias de ARNm más potentes y específicas.
Por todas estas características, esta "inteligencia artificial" biológica tiene el potencial de diseñar soluciones terapéuticas que son difíciles o imposibles de crear con las tecnologías actuales.
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Referencia
A chimeric viral platform for directed evolution in mammalian cells. Alexander J. Cole et al. Nature Communications, volume 16, Article number: 4250 (2025). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-59438-2
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