‘Interruptor’ molecular reprograma las rutas de control en células
Tecnología modular que utiliza tres componentes biológicos para controlar las vías señalización dentro de una célula: El transductor, sistema basado en el RNA que reune información sobre el ambiente químico de la célula. El promotor, el agente molecular que ayuda a iniciar y modular el cambio deseado. El regulador de vías o rutas, que encuentra el punto apropiado en la via de señalización de la célula para intervenir. (Crédito: Rick Nobles/Stanford Engineering)
Un “inversor de red molecular” puede ajustar los sistemas de control que regulan el funcionamiento interno de las células, lo que podría llevarnos a intervenciones médicas futuras para ‘apagar’ estados de enfermedad y habilitar así procesos saludables.
Una bioingeniera de la Universidad de Stanford ha colaborado en el desarrollo de una tecnología bautizada con el nombre de “inversor de red molecular” que puede realizar ajustes en los sistemas de control que regulan el funcionamiento interno de las células.
El inversor molecular utiliza la acción concertada de tres subsistemas biológicos para redireccionar las vías de señalización –redes complejas de interacciones molecularees que orquestan la maquinaria celular.
Control de vías de señalización del cáncer y otras enfermedades
Los experimentos descritos por Christina Smolke, profesora de bioingeniería, y su equipo de trabajo, se realizaron con células de levadura. Sin embargo, los principios y prácticas aplicadas en el inversor de red molecular se pueden aplicar para vías que controlan el desarrollo, reproducción y muerte de todas las células. Cuando estas vías de señalización se desvían o tuercen en los seres humanos, por ejemplo, el mal funcionamiento puede ocasionar muchos tipos de cáncer así como otras muchas enfermedades.
“Lo estamos haciendo con levadura, pero hay mucha similaridad con otro tipo de organismos más complejos”, dijo Smolke. “El siguiente paso, ahora que lo hemos demostrado en sistemas simples, es llevar este proceso o técnica a cultivos celulares humanos”.
El objetivo inicial del equipo de trabajo era controlar el comportamiento de apareamiento de la levadura, una actividad que, en la naturaleza, es influenciada por la presencia o ausencia de feromonas, substancias naturales carentes de olor que disparan respuestas en el sexo opuesto.
Manufactura del comportamiento celular
En una serie de experimentos, Smolke y sus colaboradores intentaron con varias técnicas para inducir o inhibir el apareamiento de la levadura sin importar la actividad de la feromona.
Primeramente, notaron que varias técnicas utilizadas se cancelaban unas a otras. Sin embargo, a través de modelado computacional y ajuste fino de componentes químicos, pudieron construir el inversor de red celular al juntar tres técnicas en una sola unificada cuyos elementos denominan así:
El transductor, sistema basado en el RNA que reune información sobre el ambiente químico de la célula.
El promotor, el agente molecular que ayuda a iniciar y modular el cambio deseado.
El regulador de vías o rutas, que encuentra el punto apropiado en la vía de señalización de la célula para intervenir.
“Las piezas que hemos usado para controlar este sistema ya existían”, dijo Smolke. “El combinarlas de forma modular en el inversor de red molecular es la nueva aportación”.
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