Una inteligencia artificial descifró el idioma secreto que le dice a cada célula qué tiene que ser

Científicos del Instituto Whitehead, en Estados Unidos, desarrollaron un sistema de inteligencia artificial capaz de leer el código químico que les indica a las células del embrión en qué se van a convertir. La herramienta, bautizada IRIS, interpreta las señales que recibe cada célula durante el desarrollo y predice con alto grado de acierto qué tejido formará: corazón, pulmón, músculo o sistema nervioso, entre otros.

Cómo funciona el traductor celular

Durante las primeras etapas de la vida, las células no se definen solas. Reciben un menú de mensajes químicos —proteínas y otras moléculas— que funcionan como instrucciones: acá te vas a convertir en neurona, allá en cardiomiocito, más allá en neumocito. Hasta ahora, descifrar ese diálogo era una tarea casi artesanal, célula por célula y señal por señal.

IRIS cambia las reglas del juego. Aprende a reconocer una señal en un tipo de tejido y luego la identifica en otros, incluso en aquellos que nunca vio durante el entrenamiento. Es el mismo principio que usa Siri para pasar del inglés a otros idiomas: el conocimiento base se transfiere y se adapta.

“Piensa en los sistemas de reconocimiento de voz como Siri, que se entrenan principalmente en inglés, pero que luego utilizan ese entrenamiento para reconocer otros idiomas.”Pulin Li, investigadora del Instituto Whitehead y profesora de biología del MIT

Qué se probó y qué salió bien

• En embriones de ratón, el sistema anticipó con precisión qué señales químicas conducen a la formación del corazón, los intestinos, los músculos y la médula espinal.
• Superó una prueba sobre segmentación embrionaria —el proceso por el que el cuerpo se ordena en partes respondiendo a señales que llegan desde dos direcciones opuestas— sin haber sido entrenado para esa tarea específica.
• Evaluado con tipos de células nerviosas que nunca había procesado, sus predicciones coincidieron con lo que ya se sabía sobre la formación del sistema nervioso.
• Ya se lo aplicó para mejorar el cultivo de tejido pulmonar en laboratorio, un avance con implicancias directas para el estudio del asma y la fibrosis pulmonar.

Para entrenar al sistema, el equipo trabajó con células madre de ratón y de humano. Activaron y desactivaron seis señales químicas en miles de combinaciones y midieron cómo respondía la actividad genética de cada célula. Con ese mapa de correspondencias, IRIS puede anticipar el destino celular ante un cóctel de señales determinado. No hace magia: lee patrones que el ojo humano tardaría décadas en ordenar.

Lo que viene es tanto o más ambicioso que lo que ya se logró. Si IRIS puede anticipar qué tejido formará una célula, también puede usarse para empujar a células madre hacia tejidos que la medicina hoy no logra cultivar en cantidad suficiente. Los pulmones en el laboratorio son apenas el primer paso.