Los modelos de células virtuales podrían ayudar a predecir cómo responden las células tumorales (en la imagen) a los medicamentos experimentales.
Crédito: Steve Gschmeissner/Science Photo Library
Desarrollo de Células Virtuales en Biología
Si Stephen Quake tiene éxito, los biólogos en el futuro pasarán menos tiempo usando pipetas. “Nuestro objetivo”, dice, “es crear herramientas computacionales para que la biología celular pase de ser 90% experimental y 10% computacional a justo lo contrario”.
Quake, director de ciencia en la Chan Zuckerberg Initiative (CZI) en Redwood City, California, está liderando una iniciativa para crear **células virtuales**. Estos son modelos de **inteligencia artificial** (IA) que pueden proporcionar información que actualmente lleva semanas de experimentos, como la respuesta de las células tumorales a un fármaco específico.
“Será una herramienta muy poderosa para entender lo que falla en las enfermedades”, comenta Quake, quien imagina que los científicos utilizarán los experimentos principalmente para validar las predicciones que hagan las **células virtuales**.
Los esfuerzos por crear células virtuales están en sus primeras etapas, pero han despertado gran interés en laboratorios académicos e industriales de todo el mundo. La CZI prevé invertir cientos de millones de dólares en el desarrollo de estas **células virtuales** durante la próxima década. Google DeepMind también tiene un proyecto similar en Londres, según su director ejecutivo, Demis Hassabis.
“Esta es una tarea gigantesca”, dice Jan Ellenberg, biólogo molecular en el laboratorio Science for Life en Suecia. Él co-lidera un modelo de células virtuales llamado Alpha Cell, que se lanzará en 2026. “Lo que se necesita ahora son proyectos pioneros que demuestren que esto puede funcionar”.
Sin embargo, algunos científicos creen que la carrera por desarrollar **células virtuales** tiene mucho ruido y poca sustancia. “Principalmente se está utilizando como un grito de guerra y un mecanismo de financiación, y está funcionando”, afirma Anshul Kundaje, biólogo computacional en Stanford. “Los inversores están inyectando grandes cantidades de dinero en este campo”.
Desafíos en la Construcción de Células Virtuales
Los biólogos han empleado computadoras para modelar el comportamiento celular durante décadas. En 2012, se creó el primer modelo computacional de una célula completa, capturando el funcionamiento interno de la bacteria Mycoplasma genitalium, que cuenta con solo 525 genes.
Sin embargo, estos esfuerzos iniciales se centraban en construir un modelo mecánico completo de la célula, señala Silvana Konermann, bióloga computacional. En cambio, el enfoque actual para desarrollar **células virtuales** aprovecha los avances en IA que permiten representaciones más sofisticadas de datos, como los modelos de lenguaje que trabajan con grandes cantidades de información. “Desarrollar modelos que aprenden de los datos es revolucionario”, dice Quake.
Las primeras ofertas de **células virtuales** se han concentrado en un tipo de dato específico: secuencias de todas las moléculas de ARN mensajero en células individuales. Estos datos forman la base de ‘atlantes’ que indican diferentes tipos celulares a través de humanos y otros organismos, revelando una diversidad poco apreciada. La CZI planea liberar datos de secuenciación de mil millones de células, con el objetivo de fortalecer sus **células virtuales**.
Los datos de secuenciación de células individuales son atractivos, afirma Hani Goodarzi, biólogo de sistemas, porque se pueden generar de manera accesible en escalas comparables a las que los modelos de lenguaje comienzan a alcanzar capacidades sofisticadas, en miles de millones de puntos de datos.
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