Ingeniería molecular para la próxima pandemia

Nota muy importante: lo que viene a continuación es un modelo hipotético futuro que se basa en investigaciones actuales sobre la actividad de nanomáquinas, y dos modelos especulativos propios de ataque al virus, uno pasivo y otro activo. Debe quedar claro que todo esto es claramente especulativo, y que gran parte de este artículo es original y una reflexión sobre posibles formas de combatir virus en el futuro.

No soy médico, ni soy virólogo, por lo tanto, estas ideas deben tenerse en cuenta como lo que son: especulaciones sin ninguna base científica actual y, básicamente, una ciencia ficción que podría quizás ser realidad un día. Sí soy escritor de ciencia ficción aficionado. Y uso esa experiencia para imaginar potenciales soluciones futuras. Si se anima a leer este texto, tenga esto en cuenta por favor. Muchas gracias.

Ya he hablado varias veces de lo que se podría haber hecho para evitar la pandemia del Covid-19. No lo digo yo claro, simplemente he referido lo que muchos expertos virólogos y epidemiólogos habían avisado por activa y por pasiva: que una pandemia no era un asunto de si era posible, sino de cuándo iba a ocurrir.

Bien, la pandemia está aquí, y se habla de investigación en virología para evitar futuras pandemias. Pero, afortunadamente, en el futuro no solo los virólogos van a aportar soluciones, sino que otros profesionales se van a apuntar a esta lucha.

En un mundo cada vez más conectado en proyectos interdisciplinares, aparece un nuevo actor para luchar contra futuras pandemias: los ingenieros moleculares.

nanobots
Se especula que los nanobots podrían destruir células cancerígenas. Pero su actividad contra los virus podría ser decisiva en una futura pandemia.

Ingenieros moleculares.

¿Quiénes son los ingenieros moleculares? Son el equivalente, en muchos aspectos, de los biólogos moleculares. Son ingenieros cuya especialidad es trabajar a escalas nanométricas, es decir, las escalas donde se mueven las moléculas. Sus mesas de diseño digital no están llenas de aviones o sus motores, cohetes para el espacio, o puentes para una ciudad; sus mesas están llenas de máquinas invisibles, solamente visibles con microscopios de gran potencia, y, en muchas ocasiones, microscopios de efecto túnel y los primeros microscopios cuánticos, que permiten ver objetos del tamaño de solo unos átomos.

¿Qué fabrican estos ingenieros moleculares? Máquinas. Pero máquinas que no pueden verse. Máquinas que tienen el tamaño de unas pocas moléculas. ¿Y qué máquinas fabrican estos ingenieros moleculares? De todo tipo. Pero nos vamos en centrar en algo de lo que ya hablé hace un tiempo: nanobots.

Nanobots contra virus y bacterias.

Ya comenté hace un tiempo lo que son los nanobots: pequeñas máquinas diseñadas para insertarse en el organismo, y que actúen según un programa informático que tiene una mezcla de programación basada en ADN/ARN y software. Recordemos: el ADN y el ARN son el equivalente biológico de un programa de ordenador, que permiten crear organismos complejos y completos a partir de sus instrucciones. Un ingeniero molecular puede usar software tradicional mezclado con programas escritos en ARN/ADN para conseguir propósitos de estructuras biológicas y tecnológicas combinadas. Son máquinas moleculares, pero son también organismos artificiales.

Existirán dos tipos de nanobots:

Tipo 1: Nanobots libres: son aquellos que disponen de un mecanismo de interacción con ciertas moléculas, y que han sido previamente programados para interactuar con estas moléculas. Estos nanobots constan de tres partes:

  1. Estructura principal: una estructura genérica en forma de esfera que contiene en su interior el mecanismo de interacción.
  2. Estructura de enlace: una estructura externa, que puede repetirse a lo largo de la esfera, y que contiene sensores moleculares que detectan solo ciertos tipos de moléculas objetivo. En el caso del Covid-19, serían los receptores externos que el propio Covid-19 tiene a lo largo de su membrana.
  3. Mecanismo de interacción: se basa en una molécula que interactúa con el virus, haciéndole creer al virus que está frente a una célula compatible. La llave del virus abre el nanobot, y le introduce el ARN. Entonces el nanobot interactúa con el ARN, destruyéndolo mediante descomposición.

Una vez el virus ha dejado su ARN en el nanobot, aquel queda inactivo y puede seguir siendo detectado por el sistema inmunitario y destruido, sin que haya podido usar una célula real para que esta comience la replicación del virus mediante los ribosomas, que son los orgánulos de las células capaces de expresar el ARN del virus, y que pueden llegar a replicar hasta cien mil copias del virus. Esto no ocurre, y las células humanas pueden seguir operando normalmente.

Tipo 2: Nanobots controlados: son iguales a los de tipo 1, pero disponen de un motor interno que les permite desplazarse mediante motores de tamaño nanométrico que hacen actuar flagelos para el movimiento. Estos nanobots pueden entonces buscar activamente los virus sin depender por entero del flujo sanguíneo o del fluído donde se hallen, y destruir los virus en distintas áreas, concentrándose en una zona específica del organismo. Actualmente ya se han construido motores del tamaño de moléculas que generan trabajo suficiente como para impulsar a un nanobot de escala nanométrica.

Ventajas de los nanobots.

La principal ventaja de los nanobots es la programación controlada, y el entorno controlado. No es un virus. No es una bacteria. Se diseña desde cero con un objetivo, y se puede controlar de una forma mucho más precisa. Es importante entender que esa programación controlada en el nanobot no es un programa informático como lo entendemos normalmente; sí, la máquina podría disponer de un pequeño intérprete de ejecución binaria o cuántica, pero esta se combina con programación química, donde el programa final está basado en proteínas que se expresan mediante un programa escrito directamente con ARN o ADN, y que interactúa con el ARN del virus para destruirlo, o bien para otros fines.

nanobot2
Imagen conceptual de un nanobot examinando un virus; el error de este dibujo y otros que verá en la red es suponer que las nanomáquinas actuarían como sus parientes macromoleculares mediante “pinzas” y “brazos”; no, los nanobots funcionarán mediante una mezcla de software básico con programas ARN/ADN que interactúan químicamente con el virus.

Pasando a la ofensiva.

Hemos visto un sistema defensivo para destruir los virus, donde estos son simplemente desactivados. Un aspecto más avanzado de los nanobots sería el de ir un paso más allá. Para ello, no solo se desactivaría el ARN del virus, sino que se modificarían las llaves moleculares que el virus tiene en su membrana exterior, de tal forma que esas llaves, convenientemente modificadas, se convirtiesen en falsas llaves para los virus todavía activos.

De este modo, los virus activos confundirían los virus desactivados con células del organismo, interactuando con estos virus desactivados y soltando su carga genética. De esta forma, estos virus también quedarían desactivados, sin suponen ningún peligro para el organismo. Un virus desactivado mediante modificación de sus llaves no solo podría engañar a un virus activo, sino a varios. De esta forma, el efecto se multiplicaría. Cada operación de un nanobot tendría como respuesta la desactivación de decenas, quizás cientos o miles de virus.

DNA_animation
Molécula de ADN, que contiene las instrucciones para expresar un organismo nuevo mediante su decodificación en ARN y proteínas. Para los informáticos constituye, desde muchos puntos de vista, un programa de ordenador biológico.

Una nueva disciplina: la fusión de la ingeniería y la biotecnología.

Por todo ello, un nuevo perfil asoma en el horizonte: el del profesional que es un experto combinado en soluciones que contemplan la tecnología molecular y la biología molecular. No debe confundirse con la biotecnología, que es el estudio de la manipulación de la biología con el fin de construir estructuras biológicas nuevas o modificadas existentes. El nuevo perfil mezclaría estas técnicas con las propias de los ingenieros moleculares, dando lugar a algo que podríamos llamar nuevos bioingenieros, y su especialidad, la bioingeniería. Una disciplina que ya existe, pero que vería su campo ampliado al estudio combinado de organismos que disponen de un sistema basado en la ingeniería y la biología combinados. Máquinas vivas, por decirlo de otra forma.

Todas estas ideas llevo tiempo tratándolas en el campo de la ciencia ficción en diferentes libros pero, ¿podría ser real algún día? Yo, personalmente, estoy convencido de que es una cuestión de tiempo ver cómo la ingeniería y la biología se fusionan de forma definitiva, obteniendo lo mejor de ambas disciplinas: estructuras basadas en modelos de ingeniería molecular capaces de convertirse en pequeños nanobots programables, cuya programación es una combinación de software estándar y biológico.

E, insisto, es mi personal opinión. Pero creo que el potencial de una combinación así podría crear máquinas programadas que serían capaces de ser programadas en tiempos muy cortos para combatir cualquier tipo de pandemia. Además de otras enfermedades por supuesto.

Todo esto no es gratis, por supuesto. Los responsables del mundo deberán entender que, cualquiera que sea la solución final, debe obtenerse con medios tecnológicos y humanos, e importantes inversiones. Solo así podremos descubrir el futuro, sea este o cualquier otro.

1567234096_122352
Estas ideas que explico aquí las he aplicado ya en la literatura. El personaje de Sandra de la saga de “La leyenda de Darwan” No es un cyborg, ni es un ser humano; es producto de la ingeniería y la biología combinadas, formando un organismo artificial sintético pero con una base biológica basada en el ADN de una niña fallecida.

Con esto termino este pequeño ejercicio de especulación, que es ciencia ficción en los supuestos presentados. Pero, seamos sinceros, si no nos dedicamos a imaginar el futuro ahora, ese futuro no llegará nunca. Y seguiremos sufriendo situaciones como la pandemia del Covid-19, sin encontrar nunca salidas definitivas.

La humanidad es capaz de conseguir nuevas salidas, y recorrer nuevas fronteras. Solo falta voluntad, presupuesto, y un grupo de hombres y mujeres dispuesto a encontrar salidas. Seguro que lo conseguiremos. Porque nos va el futuro en ello.


 

 

 

Autor: Fenrir

Amateur writer, I like aviation, movies, beer, and a good talk about anything that concerns the human being.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios .