Las ciencias son inabarcables y no todos los descubrimientos nos interesan por igual. Hay quien tiene predilección por los avances en ciencias básicas, respuestas a preguntas teóricas y “profundas” como era el universo primitivo. Otros, más pragmáticos, disfrutan especialmente de las nuevas aplicaciones, los hitos cuyo impacto social es más claro: tratamientos punteros, materiales revolucionarios, posibles soluciones a la crisis energética… Y, aunque la muralla entre ciencias básicas y aplicadas no es tan infranqueable como pensamos, tampoco abundan los estudios que arrojen luz ambos lados del muro. Pues bien, esta semana Nature Communications ha publicado parte de una investigación que no solo aborda problemas básicos y aplicados, sino que toca los casos más paradigmáticos de ambas categorías: el origen de la vida y la administración de fármacos.

De los siete firmantes del manuscrito publicado por Nature Communications, un nombre suena sospechosamente español: Roberto Javier Brea. Y es que entre las distintas instituciones internacionales implicados se encuentra el CICA (Centro Interdisciplinar de Química y Biología de la Universidad de A Coruña). El doctor Brea colidera el grupo de investigación BioNanoChem y, durante su carrera, ha contribuido a desarrollar nuevas herramientas químicas aplicables a la medicina (y la biología en general), pero para el ojo aficionado a la ciencia, lo que más destaca de su extenso currículum son las investigaciones que buscan construir células artificiales funcionales capaces de autoensamblarse y modular sus procesos biológicos. Simplificándolo sobremanera: sería lo más parecido imaginable a crear vida “desde cero”.

Dentro y fuera

El artículo en concreto se titula “Síntesis fotocatalítica de lípidos naturales y formación de protocélulas” y, aunque la densidad de términos puede resultar sobrecogedora, podemos traducirlo más o menos en la siguiente frase: Cómo podría facilitarse con luz la formación de esas moléculas que forman las membranas de las células, por ejemplo, para dar lugar a algo similar a lo que había antes de las primeras células propiamente dichas. En el estudio, el Doctor Brea y el resto de los investigadores explican cómo lo han conseguido y sugieren que este podría ser un punto de partida interesante para desarrollar algo similar a células capaces de evolucionar por selección natural, como los seres vivos. Pero la principal clave para comprender el avance está en un concepto aparentemente más sencillo: membrana celular.

No sabemos cómo podría ser la vida en otros planetas, pero tenemos claro que debería tener metabolismo, reproducción y capacidad de adaptarse a los cambios por evolución darwiniana. Características casi imposibles de imaginar si ese ser vivo extraterrestre no fuera capaz de levantar una barrera semipermeable entre él mismo y su entorno. Una membrana a través de la que pueda intercambiar nutrientes y desperdicios con el ambiente, pero que le permita alcanzar cierto equilibrio dentro de sus dominios a pesar de lo que ocurra en el exterior, una forma de diferenciar “dentro” y “fuera”. Esa es la función que cumplen nuestras membranas celulares y su composición es sorprendentemente elegante: fosfolípidos, moléculas sencillas que se organizan solas.

Podemos imaginar uno de estos fosfolípidos como una bola de la que emergen dos varas paralelas. La “bola” se ve atraída por el agua, mientras que las “varas” la repelen. Sabemos bien que si ponemos suficientes fosfolípidos en agua se formará una suerte de vesícula al apretarse entre ellos, dirigiendo la “bola” hacia fuera y las “varas” hacia dentro. Sabemos incluso cómo se pueden ordenar espontáneamente para formar una doble capa, de manera que puedan contener líquido en su interior y dar lugar a un espacio con condiciones favorables para que sucedan las reacciones químicas necesarias para la vida.

Más palabras, pero simplificadas

En esta investigación han ido un paso más allá y han descubierto el mecanismo por el cual facilitar la producción de nuevos fosfolípidos utilizando un colorante y ARN. Sin entrar en detalles, el ARN es similar al famoso ADN, pero menos estable y, hasta donde sabemos, pudo estar muy presente en la Tierra antes de que aparecieran los primeros seres vivos. El artículo científico narra cómo los investigadores utilizaron un tipo de ARN que puede unirse a moléculas concretas conocido como aptámero. En este caso cuando el aptámero se unía una molécula de colorante, esta se volvía fluorescente y facilitaba la creación de nuevos lípidos. Podríamos considerar este proceso como una especie de “metabolismo abiótico” (independiente de las formas de vida) que permitiría crear lípidos bioactivos, esto es: que aparte de contribuir a formar membranas celulares, pueden influir en otros procesos indispensables para la vida.

Por si fuera poco, el mecanismo utilizado es compatible con células vivas de mamíferos con lo que, en principio, podría ser interesante para diseñar nuevas vías de administración de fármacos que ahora nos parecen ciencia ficción. Por ejemplo: creando membranas que se mantengan estables con este metabolismo abiótico hasta que se cumplan determinadas condiciones en su entorno y, entonces, dejen de producir lípidos y comiencen a liberar el fármaco que hemos colocado en su interior. Condiciones como que lleguen a determinado lugar de nuestra anatomía, que se desencadene una crisis de una enfermedad autoinmune, etc. Estamos lejos, pero es algo menos descabellado gracias a estas investigaciones.

Y, aunque el origen de la vida no sea el tema de estudio de esta investigación, sus resultados nos invitan a imaginar los pasos anteriores a las primeras células, donde la complejidad era mínima y las membranas podían crecer e incluso dividirse sin necesidad de una bioquímica compleja. Porque, aunque el estudio no imite las condiciones de una Tierra primitiva, nos ofrece un gran ejemplo de autoorganización a partir de un minimalismo bioquímico. Un ejemplo más de cómo el viaje que nos ha llevado del Big Bang hasta aquí no tuvo por qué necesitar ayudas externas, solo la naturaleza del Cosmos imponiéndose al Caos por puro principio.

QUE NO TE LA CUELEN:

• El estudio no replica las condiciones prebióticas de la Tierra ni lo pretende. Su propósito es avanzar en las técnicas necesarias para diseñar células artificiales. Sin embargo, es inevitable ver en estos procesos ejemplos de cómo la gran complejidad de nuestras células puede reducirse sobremanera hasta obtener sistemas inquietantemente similares.

REFERENCIAS (MLA):

• Ji, Peng, Alexander Harjung, Caroline H. Knittel, Alessandro Fracassi, Jiyue Chen, Roberto J. Brea, y Neal K. Devaraj. “Photochemical Synthesis of Natural Lipids in Artificial and Living Cells.” Nature Communications, vol. 16, 2025, artículo 5068, https://doi.org/10.1038/s41467-025-60358-4.