La biología renovada con la tecnología
BOSTON — Dos técnicos de laboratorio, sentados en estaciones de trabajo en una esquina, son superados en número por las máquinas. Brazos robóticos calibran líquidos en microgotas. Bandejas pequeñas, con 96 pozos diminutos cada una, se mueven por el laboratorio sobre rieles magnéticos. Centrifugadoras zumban y secuenciadores de genes resuenan.
El laboratorio altamente mecanizado —operado por Ginkgo Bioworks, una empresa emergente de rápido crecimiento en Boston— es una sala de máquinas de la biología sintética, un campo emergente que aplica las herramientas de la ingeniería y la computación para crear organismos completamente nuevos o turbocargar genéticamente los existentes.
Los partidarios dicen que el campo podría reprogramar la biología para elevar la producción de alimentos, combatir enfermedades, generar energía y purificar agua. La realización de ese potencial se encuentra décadas en el futuro, si es que se logra. Pero ya no es cosa enteramente de ciencia ficción debido a los avances de los últimos años en biología, computación, automatización e inteligencia artificial.
Las universidades de investigación, agencias gubernamentales y principales corporaciones químicas y farmacéuticas realizan proyectos, al igual que empresas más pequeñas como Ginkgo.
Las empresas jóvenes de biología sintética recaudaron casi ocho mil millones de dólares el año pasado, más del doble del nivel en el 2019, reportó SynBioBeta, un boletín de la industria. Este año, la cifra podría superar los 30 mil millones de dólares.
Muchas empresas son especializadas: secuenciadores de genes como Illumina y Pacific Biosciences, y sintetizadores de ADN como Twist Bioscience y Codex DNA. Otras, como Zymergen y Ginkgo, son una ventanilla única.
“Aún hay un largo camino por recorrer, pero la visión de aplicar la ingeniería para hacer que la biología sea más rápida, más barata y más confiable comienza a convertirse en una realidad, y en un gran negocio”, dijo John Cumbers, un biólogo molecular que es el fundador de SynBioBeta.
Ginkgo, que empezó a cotizar en la bolsa el 17 de septiembre, muestra el progreso y los desafíos de esta industria en desarrollo. Comenzó como cinco personas con la creencia de que la biología podría parecerse más a la computación.
“El objetivo final de Ginkgo es hacer que sea tan fácil programar una célula como programar una computadora”, dijo Jason Kelly, uno de los fundadores y director ejecutivo.
Pero a diferencia de los bits electrónicos de la computación, el código del ADN en las células es físico. Las herramientas biológicas de depuración, compilación y prueba requerían espacio y equipo de laboratorio. Al principio, consiguieron equipo al tiempo que empresas emergentes de biotecnología estaban cerrando a raíz de la crisis financiera en EE. UU. Cuatro de los fundadores eran flamantes poseedores
Se puede elevar la producción y combatir males.
de doctorados del Instituto Tecnológico Massachusetts (MIT) —tres en ingeniería biológica y uno en ciencias computacionales. El financiamiento inicial provino del quinto fundador, Tom Knight, quien aportó 150 mil dólares. Knight es un reconocido ingeniero computacional y pionero de la biología sintética.
Ginkgo consiguió su primer cliente en el 2014. Hoy tiene docenas de clientes en una variedad de industrias, incluida la alimentaria, la agrícola y la farmacéutica. Su trabajo varía según el cliente. Durante la pandemia ha emprendido proyectos de respuesta rápida como ayudar a Moderna a optimizar la producción de enzimas para acelerar la fabricación de su vacuna contra el covid. Pero la mayoría de los proyectos de Ginkgo son iniciativas a más largo plazo diseñadas para aumentar significativamente la eficiencia o la velocidad de un proceso bioquímico.
Los científicos de la empresa comienzan por explorar bases de datos de ADN al buscar desarrollar una enzima más potente, por ejemplo. Las enzimas son los catalizadores de reacciones químicas en las células. Podrían comenzar con 100 mil enzimas similares y luego seleccionar las cinco mil más prometedoras para producir. Luego, las cinco mil muestras son probadas en los laboratorios de Ginkgo. La enzima resultante suele ser 10 veces mejor para producir el efecto deseado que la enzima con la que comenzó el cliente, dice la empresa. Los laboratorios automatizados de Ginkgo abarcan más de nueve mil 300 metros cuadrados y hasta ahora han costado alrededor de 500 millones de dólares.
Para fines del 2020, los laboratorios de Ginkgo habían completado o estaban trabajando en 74 proyectos celulares. Este año, se perfilan a agregar 30 más.
“El modelo de negocio está empezando a demostrar su valía”, dijo Kelly.