La Biología sintética se define como la síntesis de biomoléculas o sistemas biológicos con funciones nuevas que no se encuentran en la naturaleza. Su objetivo es la creación de nuevos microorganismos programables, es decir, la creación de microorganismos a la carta que se comporten como pequeños ordenadores.
Los primeros pasos en el diseño de nuevas formas de vida consisten en el diseño de microorganismos que utilizen un código genético diferente al que actualmente emplean todas las formas de vida existentes en la tierra. Un gen es una unidad de información y el conjunto de genes de nuestro cuerpo conforman el genoma. En los genes están escritas cada una de las funciones necesarias para nuestra supervivencia, las proteínas son las que llevan a cabo estas funciones. La biología sintética, mediante la introducción de nuevas unidades sintéticas en el ADN en un microorganismo, crea nuevas proteínas sintéticas y por lo tanto, nuevas funciones que no existen de forma natural. En realidad, se trata de ampliar el código genético.
Para lograr construir microorganismos artificiales es necesario un requisito previo, identificar la configuración mínima de genes necesarios para permitir a las células artificiales replicarse de manera autónoma, es decir, su genoma mínimo teórico. Estos hasta ahora hipotéticos microorganismos podrían derivarse de microorganismos naturales con una mínima colección de genes (microorganismos mínimos) o podrían ser generados de un modo totalmente sintético usando un grupo de genes esenciales (microorganismos sintéticos).
Aplicaciones de la biología sintética:
Un fármaco compuesto por una envuelta sintética que contiene una molécula que al detectar un indicador concreto, activa la liberación del fármaco. La administración de este tipo de fármacos ha de ser sencilla y sólo debe activarse cuando el paciente desarrolle la enfermedad.
Un ejemplo de esta tecnología puede ser el diseño de microorganismos que detecten cambios en la concentración de hormonas, y como respuesta den lugar a la secreción de compuestos químicos o biológicos. Así podrían prevenirse desequilibrios hormonales, regular la glucemia (niveles de glucosa) en diabéticos…
Mediante estas tecnologías se podrán crear modelos tanto teóricos como experimentales recreando el efecto que puede tener un medicamento en nuestro cuerpo, probando así, la respuesta o efectos secundarios de un fármaco frente a los distintos modelos diseñados en el laboratorio
Los sistemas biológicos sintéticos pueden ser diseñados para reconocer y eliminar células anormales, siendo el cáncer la aplicación más inmediata.
Las células madre pueden ser modificadas de modo que adquieran nuevas propiedades y posteriormente sean introducidas en pacientes para, por ejemplo, revertir una patología. Esta terapia podría ser de utilidad en la reprogramación del sistema inmune con el objeto de combatir enfermedades infecciosas.
La programación de células madre podrá permitir regenerar tejidos. Esta aplicación se basa en el diseño de sistemas moleculares formados por sensores capaces de reconocer la existencia de daños en determinados tejidos, unido a un grupo de enzimas (proteínas de nuestro cuerpo que producen un cambio químico) capaces de reparar el daño. Ejemplos potenciales podrían ser la regeneración endotelial de los vasos sanguíneos en lesiones vasculares y la reparación tisular a través de la regeneración de la matriz de colágeno.
