Este bioquímico lidera un cambio en la biología sin precedentes. En su laboratorio de Seattle, David Baker crea proteínas capaces de combatir enfermedades como el cáncer o el alzhéimer. Y no solo crea proteínas de la nada, además lo hace con una rapidez y una eficacia nunca vistas gracias a la inteligencia artificial
Las proteínas son las máquinas más maravillosas del mundo», dice David Baker, un bioquímico de 60 años que no aparenta ni por asomo su edad y menos aún cuando habla de su trabajo. Estamos con él en su laboratorio del Instituto para el Diseño de Proteínas, en Seattle, desde donde lidera una revolución insólita en la medicina y los medicamentos. Y lo hace con un equipo de más de un centenar de científicos: la mitad, biólogos; la otra mitad, ingenieros. Ayudados por la inteligencia artificial de aprendizaje profundo, diseñan proteínas con un potencial fascinante. Por ello, Baker ha sido galardonado, junto con Demis Hassabis y John Jumper, de DeepMind, con el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA en Biomedicina.
Las proteínas pueden adoptar millones de formas diferentes y su estructura determina la función que tendrán en nuestro organismo. Son como una navaja de explorador que vale para todo. Llevan a cabo todas las tareas importantes de nuestro cuerpo: digieren la comida, contraen los músculos, activan el sistema inmune… Hacen que pensemos, respiremos, nos movamos… También son capaces de desactivar virus y patógenos. Hacer proteínas en un laboratorio ya era posible, pero acertar con la forma correcta para cada tarea requería muchos años y un esfuerzo titánico.
La situación cambió cuando la empresa DeepMind, propiedad de Google, decidió usar una inteligencia artificial para descodificar las formas de las proteínas, el AlphaFold. Y hace tres años descifró, del tirón, la estructura de los 200 millones de proteínas existentes en el planeta, algo que a un humano le habría llevado millones de años. El logro fue posible gracias a los sistemas informáticos de aprendizaje profundo, los mismos que se emplean en el ahora famoso ChatGPT.
«Crear vida de la nada, eso es lo excitante»
Inmediatamente, Baker se puso en contacto con DeepMind para utilizar esa tecnología en su laboratorio, convencido de que esa herramienta abría una puerta sideral. Ahora han creado el software RoseTTAFold, que permite no solo manipular las proteínas de la naturaleza, sino diseñar nuevas, creadas de la nada, y con las que ya se hacen ensayos clínicos para una vacuna universal y permanente contra la gripe, medicamentos contra el cáncer, fármacos ‘inteligentes’ para tratar enfermedades autoinmunes o terapias innovadoras frente al dolor crónico. Su impacto en la medicina y la farmacología es portentoso. Y el potencial negocio que se abre no lo es menos. Del laboratorio de Baker ya han salido 17 start-ups.
David Baker. Las proteínas evolucionaron a lo largo de millones de años para resolver los problemas que iban surgiendo durante la evolución. Ahora, la humanidad se enfrenta a nuevos problemas: vivimos más años, estamos calentando el planeta… El objetivo es que, con el diseño computacional, podamos crear nuevas proteínas para resolver esos problemas sin tener que esperar a que lo haga la evolución, que tarda mucho, millones de años.
XL. Y pueden hacerlo gracias a los avances de la inteligencia artificial. DeepMind fue capaz de ‘descodificar’ todas las proteínas de la naturaleza y predecir así cuál era la función de cada una. Y ustedes decidieron invertir el proceso.
D.B. Pensamos: si puede predecir cuál va a ser la estructura de la proteína y, por lo tanto, su función, igual podemos usarla en sentido contrario: darle el objetivo y que diseñe la proteína. Es un poco como Dall-E (la inteligencia artificial que crea imágenes a partir de instrucciones de texto).
«Esto es un poco como Dall-e. Le decimos al ordenador: ‘Diseña una proteína que encaje en una célula cancerígena y que desarrolle una determinada función para bloquearla»
XL. Solo que ustedes le piden a la máquina que diseñe una proteína en lugar de pedirle, por ejemplo, una foto falsa de Trump, ¿no?
D.B. Eso es. Nosotros le decimos: «Aquí hay una molécula cancerígena, diseña una proteína que encaje con ella y que desarrolle una determinada tarea para bloquearla». No es tan simple, claro, pero es un poco así.
XL. Se habla mucho de las vacunas contra el cáncer, pero ¿de qué plazos hablamos?
D.B. Las vacunas para el covid se desarrollaron muy rápido. Ahora sabemos que, si pones el dinero suficiente y focalizas, los nuevos medicamentos pueden desarrollarse a gran velocidad. Yo creo que habrá progresos pronto para muchos tipos de cáncer por toda la bioinvestigación que se está llevando a cabo. Pero hay que ser prudentes: es diferente tratar un virus, que es una cosa, que tratar el cáncer, que son muchas cosas diferentes.
Una proteína en acción. Recreación de una proteína diseñada por RoseTTAFold, el programa de aprendizaje profundo con el que trabajan los científicos del Instituto de Diseño de Proteínas.
XL. Ustedes también diseñan proteínas para, por ejemplo, biodegradar el plástico, ‘comerse’ los componentes tóxicos. A este paso van a poder revertir el cambio climático
D.B. [Ríe]. Con esto pasa como con el cáncer: el medioambiente es muy complejo. La diferencia es que si uno tiene propensión al cáncer hará todo lo posible para prevenirlo, incluso si piensa que va a llegar una cura, mientras que con el clima piensan «oh, no te preocupes, ya encontrarán una solución». Y no es así. Estos avances ayudarán, pero combatir el cambio climático depende de cómo nos comportemos en muchos aspectos.
XL. En su laboratorio trabajan ‘en abierto’: comparten su investigación, su código… ¿No le inquieta que sus herramientas no caigan en buenas manos y se conviertan en armas?
D.B. Ya hay muchas armas ahí fuera y requieren menos trabajo. La gripe española, sin ir más lejos, fue un virus horrible y la secuencia de su ADN está publicada. Alguien podría replicarla y matar a mucha gente. Lo mismo pasa con el virus del ébola. Si quieres hacer daño, no necesitas diseñar proteínas.
«Hay una tecnología asombrosa que puede resolver problemas como el cáncer o el alzhéimer. Puede usarse para el mal, pero yo creo que el potencial de hacer el bien es mucho mayor»
XL. Pero lo que ha cambiado ahora es el acceso: cualquiera puede comprar un gen modificado por unos pocos dólares y te lo envían por Amazon. Lo acabo de ver en su laboratorio.
D.B. Sí, eso es así, puedes comprar genes, pero luego no es tan fácil diseñar una proteína. No puedes decir al programa «haz un virus que mate a mucha gente». Tienes que decir cosas muy complejas, pero entiendo que lo que planteas es importante y hay que regularlo. Son los gobiernos los que deben pensar en ello y creo que ya lo están haciendo.
XL. Supongo que es consciente de la controversia que hay con el ChatGPT y la inteligencia artificial generativa. Se discute si se ha aplicado demasiado rápido y de forma temeraria. ¿No podría pasar algo parecido con la biotecnología?
D.B. Sería una conversación muy larga analizar todos los riesgos que estas cosas conllevan. No tengo una opinión sólida sobre si se está avanzando demasiado rápido.
XL. Pero usted mismo, hablando de la investigación biológica decía hace poco, y lo hacía con una sonrisa, que estábamos en un nuevo Salvaje Oeste. ¿Quién va a querer vivir en el Salvaje Oeste?
D.B. La persona que tiene cáncer. La cuestión es: hay una asombrosa nueva tecnología que puede resolver problemas realmente importantes como el cáncer, el alzhéimer o el cambio climático. En mi opinión, el potencial de hacer el bien es mayor que el de hacer el mal. En parte, porque soy optimista sobre la naturaleza humana y, en parte, por la cantidad de recursos que se requieren para usar estas herramientas. Y los recursos que se destinarán a curar el cáncer serán mucho mayores que los que tenga cualquiera que quiera crear un nuevo virus mortal.
>Trabajo en equipo. El equipo de Baker coordina inteligencia artificial y biología para crear en su laboratorio proteínas que puedan convertirse en fármacos o nuevos materiales.
XL. Parece que ahora la división está entre quienes creen que se avecina el apocalipsis por la amenaza de la inteligencia artificial y quienes creen que estamos ante el segundo Génesis porque por primera vez tenemos el control de nuestra evolución. ¿En qué lado está usted?
D.B. No estoy con los del apocalipsis.
XL. ¿Entre los optimistas entonces?
D.B. Bueno, no vamos a resolver todos los problemas de la Tierra. Creo que será una cosa intermedia. Piensa en el paso de la Edad de Piedra a la de Bronce. Esos fueron grandes cambios para la humanidad y seguro que también causaron desequilibrios.
XL. Pero se produjeron a lo largo de miles de años y ustedes en dos años han pasado de inventar la rueda a fabricar automóviles.
D.B. Sí, pero se podría decir que la gran revolución fue cuando empezamos a diseñar proteínas de la nada por primera vez, que fue hace 20 años. Ahora solo lo hacemos más rápido y eficazmente.
XL. Quiere decir que ya estaba ahí la intención de crear vida de la nada…
D.B. [Sonríe]. Eso es lo excitante.
XL. No puedo sino preguntarle, y más sabiendo que lo primero que estudió en la universidad fue Filosofía, ¿qué es la vida?
D.B. Para mí lo más remarcable en las cosas vivientes es que se organizan ellas mismas. El pliegue de proteínas es el caso más simple de autoorganización biológica.
XL. O sea, que usted diría que la vida es algo que se organiza por sí mismo para crear algo fuera de sí mismo.
D.B. Sí, creo que esa es una buena definición.
«La inteligencia artificial puede hacer tareas mucho mejor que nosotros. Pero la orden se la tienes que dar tú. No creo que llegue el momento en que el ordenador decida su propia tarea»
XL. ¿Y cuál es el sentido de la vida?
D.B. Eso es algo diferente para cada persona. Tú no le dices a tus hijos cuál es el sentido de la vida, les dejas que lo averigüen por sí mismos.
XL. ¿Qué opina de mejorar la especie humana, la manipulación genética para hacernos más listos o más guapos?
D.B. [Ríe]. Me pone un poco nervioso todo esto. Creo que la cuestión aquí es qué es la felicidad. Y yo puedo imaginar muchas formas en las que la ingeniería genética puede hacer a la gente menos feliz. Una cosa es eliminar las enfermedades genéticas que puede tener un bebé, pero ir cambiando cosas que no son cuestión de vida o muerte es, en mi opinión, cuestionable.
XL. ¿Pero dónde trazar las fronteras? ¿Por qué no mejorar tus capacidades intelectuales cuando van a ser imprescindibles en una sociedad tan competitiva?
D.B. [Piensa]. Lo que yo diría es que ese tipo de mejoras tendrían que ser necesariamente equitativas, no solo para quienes puedan pagarlas.
XL. Entonces no es una cuestión ética ni de felicidad; sino de quién va a tener acceso a esa biotecnología.
D.B. La desigualdad es muy importante y es una cuestión ética. Los humanos, a pesar de las diferencias de riqueza y circunstancias de nacimiento, tenemos fundamentalmente los mismos cuerpos, lo que nos hace estar, digamos, en el mismo barco. Cualesquiera que sean los cambios deben ser igualitarios y estudiados con mucha cautela.
XL. Alguien podría decir lo mismo sobre su trabajo…
D.B. ¿Ves por qué todo esto me pone un poco nervioso? [Ríe]. Yo creo que hay una gran diferencia entre modificar humanos y lo que nosotros hacemos. Los humanos llevamos lidiando con el cambio diez mil años, pero aún no hemos lidiado con los cambios de nuestro propio genoma. El acceso igualitario es muy importante: es la base de algo que ya estaba en el Imperio romano. Sabías que aun siendo un bárbaro, si estabas motivado y eras listo, podías llegar a ser el emperador de los romanos. Pero si empiezas a modificar gente ya no va a pasar eso.
«Cualquier mejora a través de manipulación genética tendría que ser necesariamente equitativa, no solo para quienes puedan pagarla»
XL. Hay quien argumenta que la mejora genética del ser humano va a ser inevitable, entre otras cosas, porque vamos a tener que competir con las máquinas. ¿Nos acabaran dominando?
D.B. Mi ordenador puede hacer cada día más y más cosas y multiplica grandes números muchísimo mejor que yo. Pero tú no te despiertas de noche pensando: «Oh, a mí me cuesta muchísimo hacer esta operación matemática y mi ordenador la resuelve tan fácilmente… Qué inquietante». Simplemente lo usas. Cuando entrenas a un ordenador en aprendizaje profundo para una tarea, puede ser realmente bueno en esa tarea, pero tiene que ser entrenado para algo.
XL. Bueno, ahora parece que aprenden solos. Los creadores del ChatGPT reconocen que genera respuestas para las que no ha sido específicamente entrenado.
D.B. Pero todavía responde a tus preguntas, ¿no? Eres tú el que tiene que hacer la pregunta. Tú le das la tarea y el chatbot la hace asombrosamente bien. Yo no veo que vaya a llegar el momento en el que el ordenador decida su propia tarea. Quizá puedas decirle al ordenador «apodérate del mundo» y puede ser que un día llegue a cumplir esa tarea [ríe]. Pero tú darás la orden.
XL. Entiendo que la inteligencia artificial es una herramienta y no una criatura, pero empieza a ser muy poderosa…
D.B. Habría que definir qué es el poder, en primer lugar. Piensa en alguien poderoso. Xi Jinping, por ejemplo. No es poderoso porque él tenga personalmente unas capacidades increíbles, sino por unos factores sociales muy complejos. La cuestión es si un ordenador puede tener poder de la forma que Xi lo tiene, y yo no creo que eso vaya a ocurrir.
XL. Pero los que tienen poder ahora disponen de herramientas extraordinarias para ejercerlo. Por ejemplo, podrían crear soldados que no se cansen nunca…
D.B. Eso es cierto. Pero otra vez: no es que las máquinas tengan poder; es que serán mejores herramientas a disposición de quien tiene poder. No creo que debamos preocuparnos por que los ordenadores nos manipulen por su cuenta. El poder se consigue de otra forma.
XL. Usted es conocido por crear excelentes equipos de trabajo. ¿Cómo decide a quién fichar?
D.B. Tengo una fórmula: el cerebro comunitario. Yo miro lo que los candidatos han hecho, les pido cartas de recomendación… pero lo más importante es cómo funciona la interacción con el equipo. Así que les hago estar un tiempo de rotación. Si la mayoría dice que trabajarían con esa persona, reciben una oferta. Lo que quiero es gente que funcione como neuronas de ese cerebro común. La ciencia es una actividad social. La forma de tener buenas ideas es hablando con la gente. Por cierto, ¿qué tienes que hacer esta tarde? ¿Por qué no te vienes a tomar algo con nosotros?
Así se crean las proteínas sintéticas1. La cadena de la vida: Las proteínas son como un collar de perlas. Y cada cuenta es un aminoácido: bloques de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno. Lo que determina la secuencia de estos aminoácidos es el ADN, algo así como el manual de instrucciones. Una vez creado el collar, cada aminoácido funciona como un polo que se atrae con otros y, según se atraigan y se plieguen, se forman estructuras únicas. El proceso de plegado tarda una fracción de segundo.
2. Llaves que activan funciones: Esa forma única de la proteína le permite acoplarse a una célula –como una llave a una cerradura– y determinarla. Convertirla en parte de un músculo, del sistema inmune… Pero no solo eso; una proteína también puede acoplarse a un virus y acabar con él. Para ello tienen que encajar como dos figuras del Tetris. Los científicos siempre han soñado con crear proteínas. Si pudieran diseñarlas a su gusto, podrían ‘dominar’ las células y los virus.
3. El problema del plegamiento: Entender por qué cada proteína se pliega de una determinada manera es muy complejo y se conoce como ‘el problema del plegamiento’. Hace una década, Baker y su equipo lograron resolver gran parte de ese problema. Incluso crearon proteínas nuevas, sin basarse en las de la naturaleza, pero el proceso era lento y muy complejo.
4. Del ordenador al laboratorio: Ahora, gracias a la inteligencia artificial de aprendizaje profundo, pueden crear digitalmente muchas proteínas nuevas, desde cero. Primero, los científicos diseñan en el ordenador qué forma debe tener la nueva proteína y cómo debe ser la cadena de ADN que determinará que se pliegue de una determinada manera. El siguiente paso: hacerla realidad, ‘fabricarla’ en el laboratorio…
5. ‘Incubar’ una proteína: Una vez que se ha definido en el ordenador la secuencia de ADN necesaria para crear la proteína, encargan ese ‘manual de instrucciones’ a una de las empresas que se dedican a fabricar cadenas de ADN sintéticas. Ese ADN llega al laboratorio en un microtubo. Es un líquido. Con ese ADN se ‘crea’ la cadena de aminoácidos y se introduce en una bacteria, que sirve como ‘incubadora’ de la proteína.
7. Una inmensidad de posibilidades: «La evolución solo ha creado una pequeña fracción de todas las proteínas posibles. Las posibilidades son enormes. Este espacio inimaginablemente grande podemos explorarlo ahora», explica Baker. En su laboratorio, el proceso de crear proteínas lo comparan con ‘jugar’ con piezas de Lego e invitan a cualquiera a hacerlo en su videojuego Foldit: https://fold.it. Además de entretenerte, puedes contribuir a un avance científico.
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