Científicos del MIT han dado un paso más cerca en la creación de circuitos biológicos sintéticos al desarrollar un mecanismo que les permite a sus componentes se comporten de forma de forma previsible, casi como sus contrapartes electrónicas.
En los últimos años se han producido grandes avances en el diseño de circuitos biológicos que funcionan de forma similar a los electrónicos, logrando que sus componentes individuales sean capaces de dar respuestas precisas y predecibles en procesos primarios, sin embargo hasta ahora los resultados resultaban menos predecibles a medida que se combinaban o aumentaba en complejidad.
“Hay muchos usos potenciales para estos circuitos biológicos sintéticos, uno específico en el que estamos trabajando es en biosensores (células que pueden detectar moléculas específicas en el medio ambiente y producir un producto específico en respuesta). Un ejemplo son las células que podrían detectar marcadores que indican que la presencia de células cancerosas, y desencadenar la liberación de moléculas selectivas para matar esas células”, dijo la profesora asociada de Ingeniería Mecánica Domitila Del Vecchio.
Es significativo que tales circuitos discriminen con precisión entre células cancerosas y no cancerosas, para no desatar su poder letal en los lugares equivocados. Para hacer eso, resultan esenciales circutios robustos de procesamiento de información creados a partir de elementos biológicos dentro de una célula.
Hasta la fecha, ese tipo de previsivilidad no ha sido posible, en parte debido a los efectos de retroalimentación cuando se introducen múltiples etapas del circuito biológico. El problema surge porque, a diferencia de en los circuitos electrónicos, cuando un componente está físicamente conectado por cables a los siguientes esa información siempre está fluyendo en una dirección concreta, los circuitos biológicos están formados por componentes que están todos dando vueltas juntos en el complejo entorno de fluido interior de una célula.
El flujo de información es impulsado por las interacciones químicas de los componentes individuales, que idealmente debería afectar sólo a componentes específicos. Pero en la práctica, los intentos de crear tales vínculos biológicos tienen unos resultados que a menudo difieren de las expectativas.
El dispositivo creado por el equipo que aborda ese problema se llama controlador de carga, y su efecto es similar a los que se utilizan en los circuitos electrónicos: Proporciona una especie de amortiguador entre la señal y la salida, previniendo los efectos de la señalización de realizar copias de seguridad a través del sistema y causando retrasos en las salidas.
Si bien esta investigación está en fase inicial y podría para tener aplicaciones comerciales, el concepto podría tener una amplia variedad de aplicaciones, dicen los investigadores. Por ejemplo, podría dar lugar a circuitos biológicos sintéticos de medición constante de los niveles de glucosa en la sangre de pacientes diabéticos, provocando automáticamente la liberación de insulina cuando es necesario.
Referencia: MIT