Una IA creada en el MIT aprende a hablar el idioma secreto de las células y anticipa qué tejido van a formar

¿Puede una máquina aprender el idioma que hablan las células cuando todavía no saben qué van a ser de grandes? Sí, y de hecho ya lo hizo. Un equipo del Instituto Whitehead, vinculado al MIT, presentó a IRIS, un sistema de inteligencia artificial entrenado para interpretar las señales químicas que guían el desarrollo embrionario y anticipar, a partir de esos mensajes, en qué tejido se convertirá cada célula. La promesa es concreta: entender cómo se arma un corazón, un pulmón o una médula espinal antes de que aparezcan.

¿Qué es IRIS y por qué importa?

IRIS es, en criollo, un traductor simultáneo del diálogo químico que mantiene en marcha la formación del cuerpo. Las células no deciden solas qué serán: reciben señales de sus vecinas, tipo molécula y dosis incluida, y según ese menú se vuelven neurona, célula cardíaca o parte de un intestino. Descifrar ese código era uno de los quebraderos de cabeza más viejos de la biología del desarrollo. Ahora este sistema lo hace con una técnica llamada aprendizaje por transferencia, la misma que usa el asistente de tu celular cuando entiende un idioma después de entrenarse con otro.

“Pensá en los sistemas de reconocimiento de voz como Siri, que se entrenan principalmente en inglés, pero que después aprovechan ese entrenamiento para reconocer otros idiomas. IRIS hace lo mismo: aprende a identificar una señal química en un grupo de células y después la reconoce en tejidos completamente distintos, incluso en aquellos que no formaron parte de su entrenamiento.”Pulin Li, investigadora del Instituto Whitehead y profesora de biología en el MIT

¿Cómo la entrenaron?

• Trabajaron con células madre de ratón y de humano.
• Activaron y desactivaron de forma controlada seis señales químicas distintas, las combinaron de miles de maneras y midieron cómo respondía la actividad genética de cada célula.
• Con esos datos armaron un mapa de correspondencias: ante determinada combinación de señales, el sistema predice el destino de la célula.

¿Qué tan bien le fue en las pruebas?

En embriones de ratón, IRIS anticipó con precisión qué señales conducen a la formación del corazón, los intestinos, los músculos y la médula espinal. También superó una prueba de segmentación embrionaria, ese proceso por el que el cuerpo se organiza en partes respondiendo a señales que llegan desde dos direcciones opuestas, sin haber sido entrenada específicamente para esa tarea. Y cuando la evaluaron con tipos de células nerviosas que nunca había visto, sus predicciones coincidieron con lo que ya se sabía sobre la formación del sistema nervioso.

El dato más jugoso, al menos para la clínica, es que los investigadores ya usaron a IRIS para mejorar el cultivo de tejido pulmonar en laboratorio, un paso relevante para enfermedades como el asma y la fibrosis pulmonar. Todavía no es una cura ni un tratamiento, pero sí una herramienta que puede ahorrar tiempo y dinero a la hora de producir células en la mesada. Veremos.