Proteínas cuánticas: el hallazgo que puede revolucionar a la biotecnología

Por primera vez, los investigadores han logrado crear proteínas que funcionan mediante principios de la física cuántica. El avance podría transformar desde el diagnóstico médico hasta la forma de estudiar procesos biológicos a escala molecular.

Un estudio publicado en la revista Nature y liderado por la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, detalla un avance científico que podría redefinir la interfaz entre la física cuántica y la biología: los investigadores británicos han diseñado proteínas que incorporan procesos cuánticos y presentan un gran potencial para aplicaciones tecnológicas, dando lugar a un nuevo campo que llaman “proteínas cuánticas”.

El estudio describe la creación de una nueva familia de biomoléculas denominadas proteínas fluorescentes magneto-sensibles (MFP, por sus siglas en inglés). Las MFP responden a campos magnéticos y a radiofrecuencias de forma dependiente del estado cuántico dentro de la propia proteína, y su señal se activa y lee mediante iluminación con longitudes de onda concretas.

Las proteínas cuánticas: un nuevo mundo con un potencial sin fronteras visibles

El mundo cuántico nos acerca al entendimiento de lo invisible: en una escala inaccesible para la visión humana, las partículas subatómicas se comportan de un modo completamente diferente a aquello que nos marca nuestra intuición. Al parecer, estas características también pueden aprovecharse en el campo de la biotecnología.

Para hacer realidad a las nuevas proteínas cuánticas, los investigadores introdujeron mutaciones aleatorias en las secuencias que codifican las proteínas, seleccionaron versiones con mejor sensibilidad. Luego repitieron el proceso hasta lograr variantes con una respuesta magnética notablemente optimizada. Este enfoque, que mezcla biología sintética con selección biomolecular, permitió “descubrir” soluciones funcionales que resultan difíciles de concebir a escala teórica.

Un punto crucial es que el equipo construyó un prototipo instrumental que utiliza la firma cuántica de las MFP para localizarlas dentro de tejidos, un principio análogo al de la resonancia magnética pero con resolución molecular: en vez de mapear agua y tejidos, la técnica podría seguir la expresión de un gen o la ubicación de una molécula concreta en un organismo vivo.

Aplicaciones en medicina y usos concretos de las proteínas cuánticas

De acuerdo a una nota de prensa, ese tipo de tecnología tendría implicaciones directas en medicina, como por ejemplo en la entrega dirigida de fármacos o en el monitoreo en tiempo real de tumores, si finalmente se logra adaptar el enfoque a condiciones clínicas.

El hallazgo fue posible gracias a una colaboración interdisciplinaria entre especialistas en biología, física cuántica e inteligencia artificial, un área de interacción que promete descubrimientos revolucionarios en los próximos años. Vale destacar que la comprensión de los procesos cuánticos en biología resultó crucial para interpretar y optimizar las MFP.

Ahora, los próximos desafíos a resolver incluyen avanzar sobre la sensibilidad y la estabilidad de las proteínas cuánticas fuera de condiciones controladas, integrar el método en dispositivos prácticos y evaluar su seguridad y biocompatibilidad para aplicaciones médicas.

Más allá de esto, los científicos ven en estas proteínas cuánticas una plataforma con potencial para sensores moleculares multimodales, biotecnología de precisión y nuevas herramientas para investigar procesos biológicos profundos, que hoy escapan a la comprensión humana.