dilluns, 25 d’abril de 2016

Los límites en el diseño de órganos



En la última década hemos pasado de reproducir sistemas biológicos en el ordenador a construirlos en el laboratorio. La biología sintética ya ha permitido, por ejemplo, fabricar riñones humanos gracias a impresoras 3D, sintetizar antibióticos, o manipular genéticamente bacterias para que degraden polímeros de plástico.

Un trabajo reciente realizado por un grupo de científicos de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona y dirigidos por Ricard Solé, proponen utilizar la biología sintética como herramienta para investigar los caminos desconocidos por la evolución y han definido el espacio de las estructuras biológicas conocidas, para conocer los límites de lo posible en nuevos organismos.

Hasta ahora, la biología sintética y la ingeniería de tejidos se han basado en crear estructuras que imitan a los órganos naturales. Pero, como dicen los autores, «no hay ninguna razón para limitarnos a fabricar órganos y tejidos tal y como existen en la naturaleza. Podríamos pensar en la creación de nuevos órganos que mejoren las funciones de los órganos ya existentes. Si nos liberásemos de los límites vinculados a los procesos embrionarios, entrarían en juego nuevas reglas quizás asequibles para la ingeniería biológica».

Esta nueva perspectiva podría llevar a desarrollar funciones nuevas o diseñar nuevos métodos para diagnosticar y curar enfermedades. Y tal como dicen ellos, no se debería cohibirse a la hora de diseñar estructuras celulares complicadas, pero sí es necesario fijar cuáles son los límites asociados a la organización de las estructuras biológicas.

Aquí entra en juego la idea que construye su trabajo: el morfoespacio, en el que las estructuras se ordenan, mostrando aquellas regiones olvidadas por la evolución. Los investigadores han organizado las estructuras conocidas en función de un conjunto de variables, las cuales definen el morfoespacio. Los tres ejes que lo forman son la complejidad de desarrollo, la complejidad cognitiva y el estado físico.

Los grados de complejidad de desarrollo incluyen desde las mezclas de células que no se relacionan entre sí, hasta los órganos desarrollados, con células que interactúan entre sí y hacen una misma función .

El grado de complejidad cognitiva es la capacidad de los órganos para recibir información y procesarla. El cerebro o el sistema inmunitario serían dos ejemplos del grado más alto de este tipo de complejidad.

Por último, el tercer eje del morfoespacio, el estado físico, toma como referencia las fases de la materia inorgánica y pretende describir la movilidad de los componentes de los órganos y organoides.

Por lo tanto, el morfoespacio podría convertirse en una buena herramienta para plantear las posibilidades de éxito que tendrían los nuevos diseños biológicos. Una de sus características, es la presencia de un espacio vacío en su interior. Una explicación para este vacío es que no sea posible la combinación adecuada a esa región. Otra interpretación, sería que se trata de diseños inaccesibles para la evolución en condiciones naturales, pero que tal vez sí podrían alcanzarse mediante estrategias de bioingeniería.

                                       

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