La quiralidad, un concepto fundamental en la biología, se refiere a la propiedad de los objetos que no son superponibles a sus imágenes en espejo. Este fenómeno no solo afecta a nuestras manos, que al intentar alinearse nunca lo hacen perfectamente, sino que también está presente en las moléculas que forman los componentes básicos de la vida, como el ADN, los azúcares y las proteínas. La quiralidad determina cómo interactúan los moléculas entre sí, lo que es esencial para el funcionamiento adecuado de las células y su comunicación con el entorno. Por ejemplo, la forma en que las células inmunitarias reconocen antígenos en las superficies de los microbios se asemeja a una llave encajando en una cerradura.
Kate Adamala, profesora asociada de genética en la Universidad de Minnesota, explica que «cada vez que hay interacciones espaciales entre cosas que no son completamente flexibles, la orientación de los socios de unión es crucial para que puedan interactuar». Esto sugiere que la evolución de un sistema biológico efectivo de unión no podría haberse dado sin un acuerdo previo sobre la quiralidad.
Organismos espejo y sus implicaciones
Las moléculas biológicas suelen existir en una única configuración, pero los científicos están desarrollando cada vez más versiones espejo de estas moléculas en el laboratorio. Algunas de estas versiones tienen aplicaciones prácticas, como los péptidos que, a diferencia de sus homólogos quirales naturales, no son degradados rápidamente por las enzimas celulares, lo que abre la puerta a su uso como terapias más duraderas en el organismo.
Uno de los objetivos de esta investigación es la creación de bacterias espejo, que estarían compuestas enteramente por moléculas con una configuración opuesta a la de la vida tal como la conocemos. Sin embargo, la generación de estas bacterias no es posible en la actualidad y no se prevé que lo sea en al menos una década. Adamala y sus coautores han concluido que este tipo de organismos debería permanecer en el ámbito de la posibilidad teórica.
La exploración de las bacterias espejo plantea interrogantes sobre la naturaleza misma de la vida. Estas bacterias, aunque visualmente similares a sus homólogas naturales, serían biológicamente alienígenas. Podrían ayudar a determinar si en algún momento el árbol de la vida se ramificó en direcciones de quiralidad opuesta. Como señala Vaughn Cooper, presidente electo de la ASM y profesor de microbiología en la Universidad de Pittsburgh, «¿existe algún beneficio intrínseco en la combinación de moléculas que tenemos en la Tierra, o es simplemente un accidente congelado en el tiempo?».
Además, los organismos espejo tendrían la ventaja de ser invisibles para los depredadores que atacan las bacterias naturales, como los fagos o los nematodos. Esto podría ser útil en la fermentación industrial, donde la contaminación por fagos puede ser un obstáculo costoso. Las células espejo también podrían actuar como o entregar terapias en el cuerpo sin provocar reacciones adversas, ya que el sistema inmunológico no las reconocería como amenazas.
No obstante, los mismos aspectos que podrían hacer útiles a las bacterias espejo también presentan riesgos significativos. John Glass, director del Instituto J. Craig Venter, advierte que un organismo auto-replicante construido a partir de componentes espejo podría escapar a los controles naturales que regulan las poblaciones de especies. La incapacidad del sistema inmunológico para reconocer estas moléculas podría dar lugar a infecciones generalizadas, ya que un debilitamiento en la respuesta inmunitaria puede convertir incluso a bacterias benignas en patógenos.
La necesidad de desarrollar nuevos antibióticos para combatir estas bacterias espejo, que serían resistentes a los tratamientos existentes, plantea un desafío monumental. La probabilidad de que se puedan fabricar rápidamente antibióticos eficaces y a gran escala para controlar un posible brote es prácticamente nula.
La comunidad científica está tomando precauciones. Aunque actualmente no es posible crear organismos espejo, se están realizando esfuerzos preventivos para discutir y regular esta investigación. En la reciente conferencia Asilomar sobre el futuro de la biotecnología, los científicos coincidieron en que los riesgos de crear vida espejo superan los beneficios y que se necesita un marco regulador claro.
Adamala subraya la importancia de la comunicación interdisciplinaria en este ámbito. Su equipo, que inicialmente se dedicaba a la investigación de células espejo, ha cambiado de rumbo tras discutir con ecologistas, inmunólogos y otros expertos sobre los riesgos potenciales. Este tipo de diálogo puede servir de modelo para otras áreas de investigación, asegurando que el avance científico se realice de manera responsable y sostenible.
