Científicos de la Universidad de Minnesota Crean SpudCell: La Primera Célula Sintética con Ciclo de Vida Completo desde Cero

En un avance que redefine las fronteras de la biología sintética, un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota, liderado por la bióloga sintética Kate Adamala y el profesor Aaron Engelhart, ha anunciado la creación de una célula sintética denominada SpudCell. Esta innovadora estructura, construida íntegramente a partir de componentes químicos no vivos, demuestra la capacidad de alimentarse, crecer, replicar su material genético y dividirse, reproduciendo un ciclo celular completo en un entorno de laboratorio controlado.

El proyecto SpudCell representa un hito significativo, ya que, si bien diversas funciones celulares habían sido replicadas de forma aislada, es la primera vez que se logra integrar todas estas capacidades esenciales en un sistema completamente sintético. Los responsables del estudio destacan que este logro permite “replicar en química lo que antes solo era posible en biología: el conjunto completo de comportamientos de una célula”. Para Kate Adamala, este trabajo demuestra que “las funciones más fundamentales de la vida, como el crecimiento y la replicación, no necesitan una chispa misteriosa o mágica”.

La SpudCell se presenta como una pequeña esfera rodeada por una membrana de lípidos, similar en su forma básica a la envoltura de una célula natural. En su interior, alberga un genoma artificial de aproximadamente 90.000 pares de bases (90 kbp), una magnitud considerablemente menor que el genoma de una célula humana, que ronda los 3 millones de pares de bases, o incluso el de células sintéticas mínimas previas como la JCVI-syn3.0 (473 kbp). Este genoma está distribuido en siete plásmidos independientes, una organización modular que facilita la programación de distintas funciones por separado, permitiendo a los investigadores modificar aspectos específicos sin necesidad de reconstruir todo el sistema. Además, el sistema de producción de proteínas de SpudCell utiliza 36 enzimas purificadas y ribosomas, que inicialmente proceden de la bacteria E. coli.

Uno de los aspectos más notables de la SpudCell es su mecanismo de división celular, que difiere de las células naturales. A diferencia de estas, que emplean un citoesqueleto, la SpudCell utiliza un conjunto de proteínas que se acumulan en la superficie de la membrana, generando una tensión mecánica que finalmente provoca su separación. Este método evita uno de los cuellos de botella en la investigación de células sintéticas y subraya la originalidad del enfoque “bottom-up” adoptado por el equipo, que consiste en construir la célula desde componentes no celulares definidos, en lugar de modificar organismos ya existentes.

A pesar de sus impresionantes capacidades, los científicos enfatizan que la SpudCell no es una criatura autónoma ni puede sobrevivir por sí sola. Presenta limitaciones importantes: no puede fabricar sus propios ribosomas, los cuales son estructuras celulares indispensables para producir proteínas, y depende de un suministro externo de lípidos, ribosomas, enzimas y otros nutrientes por parte de los investigadores. Sus linajes solo logran sobrevivir entre cinco y diez generaciones antes de que su maquinaria se degrade, y después de cinco generaciones, solo cerca del 30% de las células hijas retienen el conjunto completo de plásmidos. Esta fragilidad reduce cualquier riesgo inmediato, aunque plantea preguntas futuras sobre la bioseguridad y subraya que, en su estado actual, SpudCell está lejos de ser considerada una forma de vida “real” o capaz de evolucionar de manera independiente en el medio ambiente.

El conocimiento preciso de las moléculas internas y sus cantidades en SpudCell es una de las claves del trabajo, ya que facilita la detección de fallos y el diseño de modificaciones. Este avance abre una puerta importante para la biología sintética, sirviendo como una herramienta invaluable para comprender las necesidades fundamentales del funcionamiento celular y la definición mínima de la vida en términos químicos. A largo plazo, se vislumbran aplicaciones en la fabricación de medicamentos, materiales, sustancias químicas y biologics mediante procesos menos agresivos y energéticamente intensivos, así como en la bioingeniería y la exploración espacial.

Cabe destacar que, si bien la noticia ha sido ampliamente difundida, el trabajo se publicó como prepublicación en bioRxiv, un repositorio de borradores que aún no han sido revisados por pares. De hecho, algunas revisiones iniciales por parte de revistas científicas internacionales como Cell y Science, según informes, rechazaron su publicación. El siguiente objetivo para los investigadores es lograr que SpudCell fabrique sus propios ribosomas, mejore la estabilidad del genoma y el reparto del ADN entre las células hijas, y, fundamentalmente, superar la revisión por pares para consolidar este descubrimiento en la comunidad científica.

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