RoBoTs MoLeCuLaReS

La aventura interior del "Chip Prodigioso"
Imagen de la película Innerspace en la cual un humano puede miniaturizarse viajar en el cuerpo de otro humano.
(Warner Bros. - 1987)

Hace varias décadas que existe la idea de unir y utilizar grupos de células para crear robots miniaturas o bio-robots. La biología sintética que ha nacido con esa idea ha trabajado desde aquel entonces para construir cada parte necesaria a la realización de esos robots: partes móviles para desplazarse, sensores para medir parámetros útiles, integración del procesamiento de señal para controlar el robot, etc. Sin embargo, controlar células biológicas requiere de mucho más que una simple idea y mucha motivación (y optimismo): es necesario entender cómo funcionan las células, cómo procesan su propia información, cómo poder interactuar con ellas, etc. 

Se puede describir de manera esquemática como una mini-computadora biológica con su modo de operación pero cuyo sistema operativo todavía sigue siendo desconocido. No se conocen bien las instrucciones ni el lenguaje apropiado para interactuar desde el exterior con las células que se quieren manipular. Se piensa que la ciencia se tardará muchos años más en poder lograr este tipo de comunicación. Por lo tanto, como lo presentamos hoy, existe un nuevo acercamiento que podría funcionar: en lugar de aprender a entenderlas, se utilizan las moléculas que llevan la información dentro de las células para poder construir un nuevo sistema operativo, hecho por humanos (o bio-computólogos), capaz de mandar instrucciones y controlar las células, como robots. 

Debido a los posibles impacto de esa tecnología en medicina, biología, fisiología y farmacología (por supuesto hay más), esta nueva generación de bio-computólogos está apoyada por una gran parte de la comunidad científica y organismos nacionales y transnacionales de fondos económicos para la ciencia.

  La programación molecular

Para realizar un diagnóstico médico preciso, sería ideal poder conectar una máquina de detección equipada de una computadora rápida a pequeñas partes del cuerpo; eso requeriría de computadoras biocompatibles capaces de llegar donde lo necesitamos. Ya se hace un poco gracias a fibras ópticas en colonoscopia por ejemplo, donde el “ojo” del médico entrenado puede llegar a partes del cuerpo normalmente inaccesibles. Sin embargo, en la mayoría de los casos es imposible acceder a los lugares que se requieren estudiar y analizar. Es por eso que existen equipos sofisticados de tomografía y de imágenes por resonancia magnética por ejemplo. Con ellas, podemos reconstruir lo que está en el cuerpo y analizarlo desde fuera, sin cirugía y normalmente sin dolor. Pero esas técnicas también tienen sus limitaciones y cuando existe una duda sobre el diagnóstico se tiene que hacer una biopsia para analizar las células con más cuidado y más precisión. Finalmente, un buen diagnóstico se obtiene hoy en día a partir de una muestra biológica extraída de nuestro cuerpo (sangre, células, aire expirado después de haber pasado por nuestros pulmones, etc.) Imagínense un robot pequeño capaz de irse dentro del cuerpo, de tomar mediciones in situ y hacer cálculos para realizar un diagnóstico preciso y sin error. Eso es lo que la programación molecular pretende lograr…Por el momento, lo que se puede hacer (y ya es un gran avance) es programar el ADN para controlar células. Los bio-computólogos son ahora capaces de construir a demanda esas cadenas largas que son los planos y las instrucciones de las células, en otras palabras toda su información. Gracias a este control, hacen que las células se comportan e interactúan con otras células como ellos lo quieran. El ADN programable es justamente la base de los bio-robots que se aspiran fabricar en un futuro cercano. También, gracias a la nanotecnología, algunos bio-computólogos son capaces de transmitir una geometría biológica a un material diferente como el oro para poder fabricar interfaces e interconexiones entre el mundo biológico y el mundo programable. Gracias a esto, se pueden encapsular perfectamente los organismos biológicos con los cuales se quiere interactuar y obtener mejor información de ellos.

Revolución en la tecnología de la información

Ahora entendemos que se podrán colocar y utilizar millones de sensores en el cuerpo programando células para realizar esa función. Se construirán redes de sensores biológicos integrados a nuestro organismo y aunque cada uno de esos mini-robots será esencialmente muy sencillo, el poder de la colaboración entre ellos permitirá grandes logros. No se pretende competir con el poder y la rapidez de las computadoras de hoy sino realizar tareas sencillas pero repartidas y de alta precisión. Esa colaboración de tareas sencillas aportará efectivamente una gran cantidad de información de calidad para avanzar en el entendimiento de organismos biológicos grandes. Por lo tanto, los pioneros en programación molecular dicen que su tecnología será una revolución en tecnología de la información. Probablemente LA revolución del siglo XXI. Y también no se limita al cuerpo humano (y de animales) sino se podrán construir redes en la naturaleza para estudiar la atmosfera, el agua del mar, etc. Gracias a la posibilidad de programar moléculas que llevan información digital se podrá trabajar en interfaces sencillas para que todos podamos aprender a programar bio-robots, como hoy se pueden programar computadoras y procesadores.