Los microbios diseñados en el laboratorio podrían utilizar imágenes especulares de moléculas que se encuentran en la naturaleza
THOM LEACH/Biblioteca de fotografías científicas / Alamy
Según un estudio de modelización, los microbios basados en imágenes especulares de moléculas del mundo natural tendrían dificultades para sobrevivir fuera del laboratorio. Para lograrlo, necesitarían un suministro disponible de “alimento espejo” o alguna forma novedosa de alimentarse.
Pero la investigación ha provocado reacciones negativas de otros expertos en el campo que advierten que puede subestimar los graves riesgos que plantea la llamada vida espejo.
Muchas moléculas biológicas, como el ADN y las proteínas, son quirales, lo que significa que pueden existir en forma diestra o zurda. Al igual que sus manos izquierda y derecha, son imágenes especulares entre sí y no pueden superponerse. Pero toda la vida en la Tierra utiliza moléculas de ADN diestras y moléculas de proteína zurdas, lo que permite que la maquinaria celular encaje correctamente.
Si bien todavía no es técnicamente factible, algún día será posible fabricar organismos en los que se invierta la lateralidad o quiralidad de las moléculas. En 2024, 38 científicos publicaron un artículo en Science pidiendo que se detuviera el trabajo para crear vida espejo debido a los peligros que tales organismos pueden representar; por ejemplo, es posible que los sistemas inmunológicos no sean capaces de reconocer y defenderse de las bacterias espejo.
En el nuevo estudio, Ricard Solé del Instituto Santa Fe, Nuevo México, y sus colegas exploraron lo que sucedería si una pequeña población de organismos espejo apareciera en la biosfera de la Tierra. Utilizaron modelos informáticos para determinar qué limitaciones se impondrían a las formas de vida espejo en una variedad de diferentes escenarios del mundo real.
Para que la vida espejo represente una amenaza, primero debe poder existir de algún modo autosostenible, dice Solé. El mayor obstáculo que los organismos espejo tendrían que superar es que las formas de vida sólo pueden digerir alimentos compuestos de moléculas con la misma quiralidad que ellos.
“Se podría imaginar la ingeniería de ‘alimentos espejo’ dedicados junto con organismos espejo. Pero eso cambia el problema en lugar de resolverlo”, dice Solé. “Una biosfera espejo requeriría no sólo nutrientes aislados, sino una infraestructura industrial continua capaz de producir grandes cantidades de biomoléculas quirales espejo: azúcares espejo, aminoácidos espejo, lípidos espejo, etc.”
Los modelos del equipo abordaron específicamente si los organismos espejo podrían establecerse de forma autónoma en entornos ecológicos reales, no si podrían sobrevivir temporalmente en condiciones industriales o de laboratorio controladas con sistemas de alimentación diseñados.
“Nuestra opinión es que la vida espejo probablemente enfrentaría barreras muy severas en una amplia gama de condiciones ecológicas, lo que dificultaría su establecimiento exitoso”, dice Solé. “Sin embargo, todavía quedan importantes cuestiones abiertas que requieren un análisis más profundo, incluida la dinámica evolutiva a largo plazo y modelos más realistas de cómo los sistemas inmunológicos podrían interactuar con organismos espejo”.
El estudio se publicó en un servidor de preimpresión antes de ser revisado por pares. Pero un grupo de científicos que estudian la vida en los espejos ya han respondido con una declaración pidiendo que se revise el artículo.
Vaughn Cooper de la Universidad de Pittsburgh, Pensilvania, uno de los autores de la declaración, dijo a New Scientist que aunque los microbios espejo inicialmente crecerían más lentamente que los microbios nativos debido a un desajuste nutricional, hay muchos nutrientes que no son quirales que podrían apoyar su crecimiento. “Además, la población de células espejo evolucionaría rápidamente y se adaptaría a nuevas condiciones, creando esencialmente un segundo árbol de la vida”, dice Cooper.
El estudio también sugiere que la biodiversidad existente en la Tierra actuaría como un “cortafuegos” contra la invasión, ya que los organismos naturales están mejor adaptados al medio ambiente y superarían a los organismos espejo. En el caso de las bacterias espejo, los sistemas inmunológicos aún pueden reconocerlas como cuerpos extraños, sostienen Solé y sus colegas.
Pero Cooper no está convencido. “Hay innumerables ejemplos de biología de invasión que indican la vulnerabilidad de los ecosistemas biodiversos a invasores que carecen de depredadores”, dice.
Kate Adamala, de la Universidad de Minnesota, una de las autoras del artículo de 2024 Science, dice que el equipo de Solé tiene razón en que el suministro de alimentos que contengan las mismas moléculas quirales sería un factor limitante para los organismos espejo. “Ésta es la desventaja inherente a la que se enfrentaría la vida en espejo en cualquier entorno natural”, afirma.
Pero ella señala que hay formas en que estos organismos podrían producir su propio alimento mediante la fotosíntesis. También podrían diseñarse para utilizar moléculas quirales que se encuentran en la naturaleza. “Crear un organismo así sería extremadamente difícil, pero no imposible de imaginar”, afirma Adamala. “No tengo claro el razonamiento detrás de etiquetar el establecimiento generalizado como ‘altamente improbable’ entonces”.
Solé dice que su equipo consideró la posibilidad de que organismos espejo exploten nutrientes no quirales o utilicen la fotosíntesis, pero sostiene que aún enfrentarían los mismos desafíos ecológicos.
“La cuestión clave no es si algunos nutrientes son accesibles, sino si el acceso es suficiente para sostener un crecimiento positivo a largo plazo en competencia con la biosfera existente”, afirma. “Incluso si los organismos espejo pudieran sobrevivir con un conjunto limitado de compuestos aquirales, todavía enfrentarían severas limitaciones ecológicas, incluida la baja calidad de los recursos, la dilución, la competencia y la incapacidad de procesar eficientemente la gran mayoría de las biomoléculas quirales disponibles naturalmente”.
Filippa Lentzos, del King’s College de Londres, dice que la vida en espejo es una preocupación futura plausible, pero no debería desviar la atención de los riesgos biológicos apremiantes a corto plazo. “La respuesta correcta no es el pánico ni el despido. Es una gobernanza cuidadosa, líneas rojas claras en torno al trabajo riesgoso y una agenda de investigación proporcionada que no desplace prioridades más inmediatas en materia de bioseguridad y bioprotección”, afirma.
“El hecho de que este artículo abogue por las limitaciones ecológicas no elimina la necesidad de la gobernanza. En todo caso, muestra por qué la gobernanza debe basarse en pruebas y ser adaptable: debemos comprender qué supuestos generan el riesgo, dónde están las incertidumbres y qué tipos de trabajo cambiarían materialmente el panorama”, afirma Lentzos.
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