Una inteligencia artificial lee la actividad de los genes y diferencia células sanas de enfermas sin mirar el microscopio

¿Una máquina puede distinguir una célula sana de una enferma mejor que un técnico con un microscopio en la mano? Parece exagerado, pero un equipo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford acaba de dar un paso enorme en esa dirección. La herramienta se llama TranscriptFormer y trabaja con la actividad de los genes, no con la forma de las células. Para ponerlo en criollo: en vez de mirar la cara de la célula, lee qué genes están prendidos y cuáles apagados en cada momento. Esa lectura, que para un investigador llevaría meses, la inteligencia artificial la resuelve en minutos.

El modelo se entrenó con 112 millones de células provenientes de 12 especies distintas, reunidas en grandes bases de datos llamadas atlas celulares, que son básicamente mapas ordenados de células y tejidos. El truco del entrenamiento fue sencillo en concepto: la IA aprendió a predecir valores de expresión génica que faltaban, igualito a como los modelos de lenguaje completan la palabra que se borró en una frase. Una vez que aprendió el idioma de los genes, pudo ubicar a cada célula en un espacio matemático común y medir cuánto se parece a otras, aunque vengan de organismos diferentes.

¿Y para qué sirve saber que dos células se parecen?

Sirve para entender de dónde vinieron ciertos tipos de células en la historia de la vida. En una de las pruebas, TranscriptFormer comparó neuronas de un gusano microscópico y de una rana con los coanocitos de las esponjas de mar, esos organismos simples que parecen un bollito y viven pegados a las rocas. El resultado fue sorprendente: los coanocitos se parecen más a esas neuronas de lo que la ciencia sospechaba. Dato útil para cualquiera que se pregunte cómo apareció el sistema nervioso en los animales.

También hubo un hallazgo que tiró abajo una presunción anterior. Las llamadas células neuroides de las esponjas, bautizadas así porque algunos rasgos recordaban a neuronas, mostraron una actividad genética mucho más cercana a la de una glándula de rana. Traducido: en vez de tener que ver con el sistema nervioso, parecen cumplir funciones digestivas. El nombre les quedó grande.

¿Qué tiene que ver una célula del páncreas con un linfocito?

• Ambas son células humanas, pero cumplen funciones totalmente distintas en el cuerpo.
• La célula beta del páncreas activa genes vinculados a fabricar y liberar insulina, la hormona que regula el azúcar en sangre.
• El linfocito B, en cambio, prende genes asociados a producir anticuerpos, las defensas que nos protegen de virus y bacterias.
• Esa diferencia en la actividad génica es la huella que TranscriptFormer lee para separar identidades y estados celulares, incluso entre especies distintas.

Lo que viene a futuro pinta todavía más interesante, aunque hay que tomarlo con cautela. Los propios creadores mencionan la posibilidad de proyectar características de células funcionales que aún no existen, un paso previo al diseño celular para terapias personalizadas. O sea: antes de fabricar una célula a medida para tratar una enfermedad, la IA podría anticipar cómo se va a comportar. Hoy es una idea en papel. Mañana,. Veremos, che.