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La formación de la vida comienza con el movimiento de una célula. En su desarrollo, las células se contraen, giran, se dividen y evolucionan, guiadas por señales bioquímicas. Ahora, un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts ha conseguido controlar ese proceso natural con luz, manipulando células vivas en tiempo real. Su estudio, centrado en óvulos de estrella de mar, abre una vía revolucionaria para la creación de células sintéticas que cambien de forma bajo estímulos ópticos, con aplicaciones directas en medicina regenerativa y terapias dirigidas.
La investigación, publicada en Nature Physics, muestra cómo los científicos utilizaron optogenética —una técnica que activa enzimas mediante luz— para rediseñar el comportamiento de una célula. Introdujeron una enzima modificada genéticamente en óvulos de estrella de mar y luego proyectaron distintos patrones de luz sobre ellos. Las células respondieron contrayéndose o estirándose según la luz recibida, como si se tratara de una coreografía celular programada.
La clave del proceso fue una enzima llamada GEF, que al activarse recluta otra proteína, Rho, esencial para el movimiento celular. Esta combinación desencadena una red de fibras internas, similares a pequeños músculos, que generan contracciones. Al controlar dónde y cómo se activa GEF con luz, los científicos consiguieron manipular la forma de la célula: desde pequeños pellizcos hasta deformaciones completas, cambiando de una forma circular a cuadrada.
Según Nikta Fakhri, profesora de física en el MIT y autora principal del estudio, este experimento demuestra un principio fundamental: “Un pequeño estímulo en el momento justo puede desencadenar una respuesta masiva dentro de una célula. Hemos descubierto un mecanismo de ‘excitabilidad’ que puede explicar cómo se remodelan las formas vivas desde su origen”.
Los resultados abren nuevas posibilidades para crear células sintéticas “programables” que cambien de forma para sellar heridas, cerrar tejidos o liberar medicamentos solo cuando reciban luz en puntos específicos del cuerpo. Imaginar células terapéuticas activadas con un láser en una cirugía o células cargadas con fármacos que se activen solo en un tumor deja de ser ciencia ficción.
El equipo también desarrolló un marco teórico para predecir cómo reaccionará una célula a diferentes patrones de luz. Este modelo, aún en etapa experimental, podría ayudar a diseñar terapias celulares personalizadas, y entender mejor cómo la naturaleza construye organismos complejos desde una célula única. La estrella de mar, utilizada en el estudio, fue elegida precisamente por su evolución de simetría: comienza con una célula redonda, se vuelve bilateral como una larva, y finalmente pentarradial como adulto. Un ejemplo perfecto de cómo la forma celular puede cambiar drásticamente a lo largo del desarrollo.
El estudio, respaldado por la Fundación Sloan y la Fundación Nacional de Ciencias, representa un paso crucial en el camino hacia la medicina del futuro. Un futuro donde las células no solo se cultiven, sino que se programen para comportarse como máquinas biológicas inteligentes. Con esta tecnología, la luz se convierte en una herramienta de precisión quirúrgica, capaz de dar forma a la vida desde su núcleo más esencial.
