La forma en que se expresan los genes es un proceso fundamental para la funcionalidad de las células en todos los organismos vivos, el código genético en el ADN se transcribe a la molécula de ARN mensajero (ARNm), que le indica a la fábrica de células qué proteína producir y en qué cantidades.

Una serie de investigadores se han esforzado en tratar de controlar la expresión génica porque, entre otras cosas, puede contribuir al desarrollo de fármacos basados ​​en proteínas. Un ejemplo reciente es la vacuna de ARNm contra la COVID-19, que ordenó a las células del cuerpo que produjeran la misma proteína que se encuentra en la superficie del coronavirus.

El sistema inmunológico podría aprender a formar anticuerpos contra el virus. Asimismo, es posible enseñar al sistema inmunitario del cuerpo a vencer las células cancerosas u otras enfermedades complejas si se comprende el código genético detrás de la producción de proteínas específicas.

La mayoría de los nuevos medicamentos actuales se basan en proteínas, pero las técnicas para producirlos son caras y lentas, porque es difícil controlar cómo se expresa el ADN. Al respecto, un grupo de investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia), dirigido por Aleksej Zelezniak, profesor asociado de biología de sistemas, dio un paso importante en la comprensión y el control de la cantidad de proteína que se forma a partir de una determinada secuencia de ADN.

"Primero se trataba de poder ´leer´ completamente las instrucciones de la molécula de ADN. Ahora hemos logrado diseñar nuestro propio ADN que contiene las instrucciones exactas para controlar la cantidad de una proteína específica", explica Aleksej Zelezniak sobre el último hallazgo.

Moléculas de ADN hechas a medida

El principio detrás del nuevo método radica en indicarle a la IA cuánto de un gen se desea y luego ´imprime´ la secuencia de ADN apropiada.

"El ADN es una molécula increíblemente larga y compleja. Por lo tanto, experimentalmente es extremadamente desafiante realizar cambios leyéndolo y cambiándolo iterativamente, luego leyéndolo y cambiándolo nuevamente. De esta manera se necesitan años de investigación para encontrar algo que funcione. En cambio, es mucho más efectivo dejar que una IA aprenda los principios de navegación del ADN. Lo que de otro modo llevaría años ahora se acorta a semanas o días", según el primer autor Jan Zrimec, investigador asociado en el Instituto Nacional de Biología de Eslovenia.

Los investigadores han desarrollado su método en la levadura Sacc haromyces cerevisiae, cuyas células se asemejan a las células de los mamíferos. El siguiente paso es usar células humanas. Los científicos tienen la esperanza de que su progreso tenga un impacto en el desarrollo de medicamentos nuevos y existentes.

"Los medicamentos a base de proteínas para enfermedades complejas o las proteínas alimentarias sostenibles alternativas pueden llevar muchos años y pueden ser extremadamente costosos de desarrollar. Algunos tienen precios t que es imposible obtener un retorno de la inversión, lo que los hace económicamente inviables. Con nuestra tecnología, es posible desarrollar y fabricar proteínas de manera mucho más eficiente para que puedan ser comercializadas", concluye Aleksej Zelezniak.