Virus programables, la próxima arma contra el cáncer

Andrew Hessel es un biólogo que aprovecha el software en 3D y el cómputo en la nube para buscar un tratamiento no invasivo y efectivo para el cáncer. Platicamos con él para conocer más sobre su labor.

El cáncer es un padecimiento que mata a más de ocho millones de personas cada año. La mayoría de las veces su tratamiento consiste en intervenciones quirúrgicas y radio o quimio terapias, lo que resulta sumamente invasivo y doloroso para el paciente. ¿Qué pasaría si pudiera crearse un virus para atacar específicamente al cáncer? ¿Y si ese virus pudiera escribirse en una computadora como un programa informático y materializarse en una impresora 3D? Ése es precisamente el trabajo de Andrew Hessel.

Andrew es un futurista, lo que significa que dedica la mayor parte de su tiempo a a) hacerse preguntas que empiecen con un ‘¿y si…?’ y a b) tratar de responderlas. Su campo de trabajo está en la tecnología biológica, en donde se ha desempeñado desde hace más de dos décadas. Es, además, un decidido promotor del movimiento Maker y un conversador inspirador. Nos reunimos con él en un café de la Ciudad de México para platicar sobre su labor y, claro, sobre el futuro.

Este canadiense es actualmente una de las mentes más importantes de la división Bio/Nano/Materia Programable del proyecto Cyborg, una  iniciativa que busca desarrollar una plataforma de herramientas de diseño en la nube para programar materia, y la cual es impulsada por Autodesk Research, la división de investigación de Autodesk, una de las firmas líderes en el mundo de software de diseño en 3D.

La idea detrás del proyecto es dotar a los científicos de una herramienta de visualización y diseño para ayudarles a comprender mejor el micromundo: “La mayoría del diseño genético es complejo, plano y nada divertido, no va a inspirar a nadie, así que estamos tratando de desarrollar un juego de herramientas que sea muy visual, poderoso, gráfico, pero también hacerlo muy abierto.”

En su aspecto más sofisticado, el equipo ha desarrollado algunas aplicaciones que descansan sobre esa plataforma y van desde la bioimpresión, impresión de células para tejidos, en colaboración con socios como Organovo, o el desarrollo de materiales autoensamblables (algo así como una silla IKEA que se autoensambla), en conjunto conSkylar Tibbits del MIT.

Pero, ¿qué demonios hacen exactamente?

La definición académica de biotecnología es “toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos”. Hessel detalla que ésta se divide en:

1. Biología sistémica (antes llamada bioinformática), que reune toda la información de la célula y su ecosistema y la  digitaliza en una base de datos gigantesca.

2. Biología sintética (una clara explicación en boca de Hessel, aquí), que toma todos esos datos y hace ingeniería con ellos.

“Nosotros nos enfocamos en lo segundo, porque ahora mismo hacer ingeniería a algo es bastante básico. Empiezas de cero. La mayoría de las farmacéuticas actualmente hacen un solo producto, una hormona-proteína o una molécula muy pequeña. Nosotros estamos construyendo herramientas más complejas que esa, un virus no es tonto, de hecho un virus hace programación lógica, una vez que está dentro de la una célula realiza cómputo real, y se apropia de la programación de la célula.”

La cura del cáncer, programada a la medida

Andrew explica visiblemente emocionado que es posible utilizar esa programación a favor de la medicina moderna:

“Reprogramamos células para que hagan cosas específicas. Mi área elegida son los virus porque son el equivalente biológico del software, no están vivos, pero si entran en una célula, es como meter software en una computadora, así que reprogramando una célula puedes hacer muchas cosas. Los virus son usados para terapia genética y mis favoritos son los que pueden infectar a las células de cáncer, hacerlas explotar y generar más virus que puedan cazar a más células de cáncer. ¡Es genial! Puedes hacer virus que salen de cacería para acabar con el cáncer. También puedes hacerlos cazar infecciones u otro tipo de padecimientos.”

La cura del cáncer y muchos otros padecimientos podría salir de esas investigaciones, no obstante, Hessel reconoce que no sería una labor aislada, el crowdsourcing juega un papel fundamental en su desarrollo. Para él, la ventaja principal de las plataformas abiertas es que permiten compartir, hacer diseño colaborativo y enriquecer colectivamente los proyectos:

“El aspecto colaborativo, una comunidad trabajando en la resolución de problemas es algo fantástico, e incluso la parte del fondeo es increíble. El hecho de que la gente pueda entrar a un sitio como Kickstarter o Indiegogo y decir tengo un gran proyecto que quiero hacer y que la gente pueda votar con sus dólares es tan diferente a todo lo que teníamos en la ciencia en el pasado.”

Por ahora, no está claro si el proyecto Cyborg entrará en esa categoría de plataforma abierta, pero es un paso que acerca a los investigadores a contar con una herramienta para el análisis de las enfermedades de nuestros tiempos. Andrew es un gran impulsor de la biotecnología de código abierto, su proyecto alterno, la Pink Army Cooperative es una organización que busca desarrollar medicamentos efectivos y seguros contra el cáncer tan rápido como sea posible al menor precio posible.

A la charla, Andrew lleva un modelo tridimensional de un virus que infecta a la bacteria E. Coli, y explica que “es un virus muy pequeño, su tamaño es de unos 5,400 bits de información, una programación genética muy reducida que cabe en una página de texto”. Para él, contar con herramientas de diseño e impresión ayudarán a comprender mejor los mecanismos de funcionamiento de las células cancerígenas y a encontrar formas no invasivas de combatirlas. Cada tumor de cáncer tiene un ADN único, de tal manera que el diseño de una especie de vacuna podría ser también personalizado, y la creación de un tratamiento a través de herramientas informáticas podría reducir el tiempo de respuesta de forma significativa.

Por supuesto que buena parte de esto son hipótesis sobre las cuales trabaja el equipo de Hessel, pero éstas están fundamentadas en la experimentación “Hemos estado experimentando con diseño de nanopartículas usando origami de ADN, que es muy cool, e ingeniería celular, reprogramamos células para que hagan cosas específicas. Estamos estableciendo las líneas de ensamblaje para hacer virus generados por computadora para combatir el cáncer.””

Una labor en proceso

El equipo ha estado trabajando en la plataforma durante unos 18 meses, pero “resulta que es muy complicada como para hacerla funcionar en una página de Internet, así que hemos hecho una gran labor de desarrollo”. Actualmente la están liberando a sus colaboradores más cercanos para solucionar los errores que pudiera tener. “No estamos tratando de comercializarla, la gente podrá poner en esta plataforma su propio software, escribir su propio software. Piensa en una appstore para aplicaciones de bionanotecnología que te ayudan a construir infraestructura para los procesos. Ése es el objetivo principal para este año.”

De acuerdo con Hessel, esas aplicaciones le permitirán pasar de la teoría a la prctica de forma muy rápida: “lo cool es que puedo empezar con sólo cultivos celulares y ése sería mi paciente, o puedo empezar con escuelas de veterinaria y que los gatos y perros sean mis pacientes o puedo empezar con oncólogos y pacientes con cáncer y decir ‘trabajemos con una persona a la vez’. Es una forma completamente nueva de hacer fármacos.”

En el equipo Bio/Nano trabajan 20 profesionales a toda marcha para poner la plataforma en la mayor cantidad de manos posible. Esta área de investigación forma parte además de una nueva estrategia de Autodesk. De acuerdo con cifras de la compañía, en 30 años de historia ha tenido alrededor de 12 millones de clientes profesionales, pero en los los últimos en 3 años ha puesto a disposición del público cientos de apps, en su mayoría gratuitas, que van desde la edición de imágenes hasta el modelado en 3D, y con las cuales han atraído a más de 150 millones de usuarios.

Al respecto, Andrew dice: “Tenemos 10 veces más makers que diseñadores profesionales y esa gente sigue aprendiendo y creciendo y usando herramientas cada vez más sofisticadas. Me encantaría llevar toda esa emoción, vigor y creatividad al mundo de la elaboración de medicinas.”

Y añade: “¿Qué sigue, qué inspirará a las próximas generaciones? Los jóvenes aman la biotecnología, inspirarles a diseñar cosas vivientes es muy poderoso. Sobre todo cuando te das cuenta de que todos los problemas en el mundo, energía, agua limpia, aire, comida, la biotecnología los toca a todos. Ya sea que quieras curar el cáncer o limpiar la contaminación o salvar a los osos polares, la respuesta es la biotecnología.”

“No hemos siquiera empezado a explorar esto aún, pero sé que es increíblemente poderoso. Ahora mismo estamos ciegos ante la mayoría de las cosas, la gente no tiene ningún concepto al respecto de casi todo lo microscópico. Cuando volteas al cielo ves estrellas y planetas, puedes mirar hacia abajo y ver casi tan lejos hacia lo celular, lo molecular, las nano escalas y aún más, hacia lo subatómico, y la mayoría de las personas no tienen idea de ello. Yo quiero abrir ese espacio de diseño.”

Tomado de Forbes Mexico, Junio 1, 2014