Cuando la evolución deja de ser la única vía: Adrian Woolfson y el futuro de la vida programable

Durante toda la historia de la vida en la Tierra, la evolución ha generado nuevas formas biológicas. Adrian Woolfson cree que estamos entrando en una etapa distinta: la inteligencia artificial y las tecnologías para escribir ADN empiezan a permitirnos explorar deliberadamente posibilidades biológicas que la evolución nunca ha recorrido.

Woolfson, presidente y CEO de Genyro, desarrolla esta idea en su último libro, El futuro de las especies. Genómica sintética, inteligencia artificial y la reinvención de la vida. Su tesis parte de una transición que está transformando la biología sintética: después de aprender a leer genomas y adquirir herramientas para editarlos, empezamos a desarrollar la capacidad de escribirlos.

Para describir ese cambio ha acuñado el término “artivolución”: la creación deliberada y racional de formas biológicas mediante inteligencia artificial y tecnologías de escritura genómica. Estas capacidades se encuentran todavía en una fase temprana y quedan importantes retos científicos por resolver.

La cuestión conecta directamente con uno de los grandes temas analizados por el Future Trends Forum de la Fundación Innovación Bankinter sobre Biología Sintética: hasta dónde podemos avanzar desde la modificación de partes concretas de un sistema vivo hacia el diseño de sistemas biológicos de forma cada vez más predecible.

Marce Cancho, directora del Future Trends Forum de la Fundación Innovación Bankinter, conversa con Woolfson sobre la “gramática de la vida”, los límites de la edición genética mediante CRISPR, la bioseguridad y una pregunta provocadora: si la IA acaba superando ampliamente nuestras capacidades cognitivas, ¿llegaríamos a plantearnos modificar nuestra propia biología?

Después de dos libros sobre genómica, ¿por qué este era el momento adecuado para escribir sobre hacia dónde va la genómica sintética?

Woolfson sitúa el origen del libro en lo que considera un momento singular en la historia de la biología: empezamos a vislumbrar la posibilidad de comprender la “estructura gramatical” de la vida.

Leer una lengua permite interpretar lo que otros han escrito. Conocer su gramática generativa permite además crear algo nuevo.

“Una gramática permite generar y crear cosas, escribir nuevas narrativas. La inteligencia artificial, en forma de modelos de lenguaje de genomas, combinada con nuevas tecnologías para escribir ADN, nos permite por primera vez establecer una relación completamente nueva con el proceso de la vida: crearla”.

Durante décadas, explica, la biología moderna ha mirado hacia atrás. La genómica sintética abre otra dirección: mirar hacia aquello que todavía no ha existido.

“Lo que no ha existido es muchísimo mayor que lo que ha existido. La evolución apenas está tocando el borde del espacio de posibilidades de la vida”.

¿Hacia dónde crees que nos llevan las aplicaciones de inteligencia artificial en edición y diseño genético?

Woolfson distingue tres fases en nuestra relación con los genomas: lectura, edición y escritura. La secuenciación permite hoy conocer un genoma completo en menos de un día y a un coste relativamente bajo. Herramientas de edición genética como CRISPR permiten introducir cambios concretos en genomas ya existentes. La escritura de genomas, todavía en una fase mucho más temprana, persigue algo más ambicioso: realizar modificaciones extensas y, eventualmente, construir genomas completos.

“Estamos al principio de esta curva. En diez, veinte o treinta años, nuestro conocimiento de la gramática de la vida aumentará enormemente, probablemente hasta el punto de que podamos plantearnos diseñar especies completamente nuevas”.

Prevé que las primeras sean formas de vida relativamente sencillas (virus, bacterias, levaduras o pequeños gusanos como los nematodos) y que, a largo plazo, estas capacidades puedan alcanzar sistemas biológicos mucho más complejos.

Entre las aplicaciones que menciona están la salud, la longevidad saludable, el almacenamiento de información en ADN, la bioenergía, los cultivos resistentes al calor y a la sequía, los biomateriales, la bioelectrónica y la biocomputación. Entre las capacidades actuales y ese futuro quedan importantes retos científicos, aunque Woolfson considera que parecen abordables.

En el libro describes el genoma como “código espagueti”. ¿Qué significa?

La expresión procede de la ingeniería de software. Tras sucesivas modificaciones, el código de un programa puede quedar tan entrelazado que cambiar una función afecte a muchas otras. La refactorización consiste en reorganizar y simplificar ese código manteniendo intacta la función del programa.

Woolfson aplica esa imagen al genoma:

“La evolución ha ido modificando los genomas durante miles de millones de años, sin un plan coherente ni previsión. El resultado es que, si quieres cambiar una característica concreta, puedes encontrarte con que ha quedado entrelazada con muchas otras y que no es posible modificarlas de forma independiente”.

El código de los genomas también puede, en principio, “refactorizarse”. Intentar hacerlo hoy con el genoma humano sería extraordinariamente arriesgado: todavía desconocemos la función de muchas de sus secuencias y cómo emergen numerosos rasgos complejos de las interacciones entre ellas.

En humanos, Woolfson imagina que cualquier enfoque futuro se limitaría a determinadas regiones genómicas. Pone como ejemplo el sistema inmunitario y se pregunta si algún día podría ser posible reorganizar genes relacionados con funciones inmunitarias concretas para reducir el riesgo de enfermedades autoinmunes e inflamación.

“Probablemente pasarán muchos, muchos años antes de que empecemos a considerar sensato, ético o seguro reescribir o modificar sustancialmente un genoma humano en la línea germinal, más allá de editar uno o varios genes relacionados causalmente con una enfermedad específica”.

Acuñas el término “artivolución”. ¿Hasta qué punto está ocurriendo ya?

La evolución explora el espacio de posibilidades biológicas mediante mutación, recombinación, eliminación, duplicación con diversificación y selección, sin conocer de antemano hacia dónde se dirige. La “artivolución” describe, en cambio, la posibilidad de diseñar vida de manera racional e intencionada mediante inteligencia artificial y escritura genómica, orientándola hacia un “destino” deseado.

“Es una forma muy diferente de crear vida. La evolución está obligada a avanzar a través del tiempo. Si creas vida de novo, no hay historia: la creas y puedes trasladarte instantáneamente, fuera del tiempo, a regiones lejanas del espacio de posibilidades de la vida”.

Woolfson cita cuatro precedentes: el proyecto Sc2.0, que rediseñó el genoma de la levadura y generó un cromosoma sintético; los bacteriófagos diseñados mediante modelos de lenguaje genómico por el equipo de Brian Hie; los experimentos de trasplante de genomas bacterianos del J. Craig Venter Institute; y la refactorización del bacteriófago T7 impulsada por Drew Endy y sus colaboradores.

Para Woolfson, estos trabajos ofrecen un primer atisbo de la transición desde una era dedicada a descubrir la vida hacia otra en la que comenzamos a generarla, aunque insiste en una limitación importante: “De momento, solo hemos diseñado y sintetizado entidades biológicas muy simples”.

Has señalado las limitaciones de CRISPR frente a enfermedades complejas y poligénicas. ¿Cuál es el principal obstáculo para ir más allá?

La edición genética mediante CRISPR o la edición de bases pueden ser muy eficaces cuando existe una mutación concreta que corregir. El problema cambia con enfermedades complejas en las que intervienen múltiples variantes genéticas, cada una de ellas con una contribución generalmente pequeña.

Woolfson cree que abordar algunas de estas enfermedades podría obligarnos algún día a plantearnos modificaciones de regiones genómicas más amplias. El obstáculo decisivo es cuánto entendemos realmente de la biología del sistema.

“La pregunta es si comprendemos suficientemente la gramática de la vida y si alguna vez llegaremos a considerar seguro, ético y deseable reescribir regiones sustanciales del genoma humano”.

Para hacerlo con seguridad habría que comprender tanto los componentes individuales como sus interacciones y las propiedades emergentes que producen.

“Por desgracia, la evolución no fue tan amable como para proporcionarnos un manual de instrucciones explícito sobre nuestra biología. Estamos intentando aplicar ingeniería inversa e inferir ese manual que falta para entender cómo funcionamos”.

La dificultad científica conduce rápidamente a otra ética: quién decide qué debe modificarse y en quién. Woolfson imagina una sociedad autoritaria que clasificara el libre albedrío como una enfermedad. Pone también un caso real: la sordera, que algunas personas dentro de la comunidad sorda consideran una forma de diversidad humana vinculada a una cultura propia, en lugar de simplemente una condición que deba corregirse.

“Incluso la propia definición de enfermedad es menos sencilla de lo que algunas personas creen”.

¿Puede una IA entrenada con organismos creados por la evolución explorar formas de vida genuinamente nuevas?

Una inteligencia artificial entrenada con secuencias naturales podría, sin duda, generar combinaciones nuevas de características biológicas existentes. La cuestión más profunda está en las limitaciones de un modelo y en hasta dónde puede llegar cuando los datos con los que ha sido entrenado representan únicamente la diminuta fracción del espacio de posibilidades biológicas que la evolución ha explorado.

Woolfson lo explica con una librería que solo contuviera libros escritos para menores de cinco años. Quien nunca hubiera visto otro tipo de libros podría creer que toda la literatura tiene esa forma.

“Si aprendieras la gramática exclusivamente a partir de libros infantiles, ¿llegarías a ser capaz de escribir Guerra y paz? Quizá no”.

A medida que se generen formas de vida artificiales, estas podrían ampliar progresivamente los datos de entrenamiento disponibles. Pero aparece otro límite: la experimentación física.

“Los modelos pueden hacer predicciones, pero al final, como sabemos por el diseño de proteínas, tienes que fabricar lo que has diseñado y probarlo para generar nueva información”.

La IA puede reducir el espacio de búsqueda y priorizar experimentos. Pero la validación en sistemas biológicos reales sigue siendo imprescindible.

¿Qué escenario te preocupa más ante la posibilidad de crear nuevas formas de vida e introducirlas en ecosistemas?

Predecir cómo afectará un solo organismo a la dinámica de un ecosistema después de introducirlo ya resulta muy difícil. Modelar un ecosistema entero añade otro nivel de complejidad, y la historia demuestra que introducir una especie ajena puede alterar redes ecológicas completas.

“El umbral para liberar una especie artificial al medio ambiente es, por tanto, a mi juicio, extraordinariamente alto”.

Si algún día se planteara hacerlo, sostiene Woolfson, los organismos necesitarían incorporar mecanismos de seguridad capaces de contenerlos o eliminarlos si su comportamiento resultara imprevisible.

Woolfson advierte también tanto de los posibles daños accidentales como del uso deliberado de estas tecnologías para crear armas biológicas. Esa cautela explica su postura crítica ante los proyectos de desextinción. Al hablar de los intentos de recuperar mamuts, recalca que, en la práctica, se trataría de elefantes modificados para mostrar determinados rasgos de los mamuts extinguidos, y no de auténticos mamuts históricos.

La pregunta llega incluso a especies humanas extinguidas como neandertales o denisovanos. Woolfson cuenta que durante la escritura del libro pasó de rechazar esa posibilidad de plano a dejar la cuestión abierta.

“Es un asunto espinoso y requerirá muchísimo debate, pero no es simplemente una cuestión en blanco y negro”.

Pides debate público y marcos regulatorios sólidos. ¿Qué deberían estar haciendo ya los gobiernos y las instituciones?

Woolfson denomina a su propuesta un “boceto de manifiesto para la vida”: un intento de identificar las principales categorías del problema para que otros puedan desarrollarlas.

“Necesitamos gobernanza. Necesitamos regulación. Y tenemos que decidir qué significa realmente. Pero, al mismo tiempo, debemos evitar obstaculizar la investigación y el progreso”.

Propone algún tipo de marco internacional de seguridad. Insiste en que la conversación debería producirse al máximo nivel político y señala que, hasta donde él sabe, aún no se ha celebrado una reunión internacional de jefes de Estado dedicada específicamente a la bioseguridad y a los retos de gobernanza derivados de estas capacidades emergentes.

Una de las ideas más provocadoras que planteas es que podríamos llegar a considerar modificar nuestra propia biología ante el avance de la inteligencia artificial. ¿Cómo llegas a esa conclusión?

Woolfson parte de la posibilidad de que la inteligencia humana pierda relevancia frente a sistemas artificiales con capacidades muy superiores.

“Existe un riesgo real de que nuestra inteligencia quede trivializada por la superinteligencia artificial”.

Prevé que estos sistemas acabarán superando ampliamente la inteligencia humana. De ahí surge una de las hipótesis más polémicas del libro: si la distancia cognitiva llegara a ser suficientemente grande, quizá los seres humanos tendrían que plantearse si necesitan “mejorar” su propia biología para mantener su relevancia.

No lo presenta como una propuesta que deba ejecutarse. Lo plantea como un problema filosófico. También subraya la importancia de preservar algunos de los rasgos definitorios de la naturaleza humana, como nuestra capacidad para la ética, la empatía, la generosidad e incluso la irracionalidad.

La dificultad está en que la IA y la robótica progresan con enorme rapidez, mientras nuestra comprensión de la “gramática” generativa de la biología avanza mucho más lentamente. Modificar el genoma humano antes de comprenderlo suficientemente podría producir errores importantes, y seguirían existiendo profundos dilemas éticos incluso si nuestro conocimiento fuera mucho mayor.

“Son preguntas complejas. No pretendo tener las respuestas y desde luego no estoy defendiendo que hagamos algo así. Simplemente estoy abriendo el problema filosófico para que se discuta”.

Si un lector solo pudiera quedarse con una idea del libro, ¿cuál sería?

Woolfson vuelve al principio. Durante más de tres mil millones de años, la evolución ha generado la diversidad de la vida, condicionada siempre por su propia historia. La capacidad de diseñar y sintetizar genomas introduce, en su interpretación, un principio generativo fundamentalmente distinto.

“La evolución ya no es el único juego. Estamos entrando en una nueva fase extraordinaria de la vida en la que podemos empezar a comprender su lenguaje y crear nueva vida, o modificar la existente, de una forma racional para dirigirnos hacia determinados destinos deseados del espacio biológico”.

Considera la transición tan profunda que la compara con la revolución copernicana: dejar de entender la biología únicamente a través de aquello que la evolución ha producido y empezar a preguntarnos en qué podría llegar a convertirse la vida.

“El espacio de posibilidades de lo que la vida podría ser es muchísimo mayor que el de lo que la vida ha sido”.

Woolfson ya trabaja en un nuevo libro que amplía estas ideas. Habrá, por tanto, nuevas preguntas que hacerle.