La ciencia ya puede recuperar las huellas de una actividad celular que parecía borrada para siempre. Un innovador archivo molecular permite reconstruir qué genes estuvieron activos días atrás y podría revelar por qué algunas células cancerosas sobreviven a la quimioterapia.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Recreación artística del interior de una célula, con su núcleo y los distintos orgánulos que mantienen en funcionamiento la maquinaria de la vida. Crédito: IA-Gemini / RexMolón Producciones
Imaginemos que un investigador pudiera interrogar a una célula y preguntarle qué estaba haciendo, por ejemplo, hace tres días. Si sufrió una agresión, si activó sus defensas, si respondió a una señal de alarma o si puso en marcha algún mecanismo que le permitió sobrevivir. Hasta ahora, obtener una respuesta detallada a esas preguntas era extraordinariamente difícil. Si bien es verdad que la biología molecular ha aprendido a observar el funcionamiento interno de las células con una precisión formidable, no menos cierto es que todavía tiene problemas para reconstruir su pasado.
Una célula puede activar centenares de genes ante una amenaza y desactivarlos cuando el peligro desaparece. Horas después, las señales moleculares de aquella reacción pueden haberse desvanecido. Si los científicos llegan demasiado tarde, encontrarán una célula aparentemente tranquila, sin pistas evidentes de lo que acaba de experimentar.
Eso es precisamente lo que un equipo de la Facultad Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zúrich), en Suiza, ha conseguido cambiar. Sus investigadores han desarrollado una tecnología que permite conservar dentro de las células una parte de las moléculas que, a modo de chivatos, revelan qué genes estuvieron activos en el pasado. Es una especie de archivo molecular que puede consultarse días después, cuando la actividad genética que se desea investigar ya ha terminado.
El avance, publicado en la revista científica Nature Biotechnology, introduce una nueva herramienta denominada recordanelle, un orgánulo sintético diseñado para almacenar información sobre la actividad de los genes.
La propuesta supone un cambio importante de perspectiva: en lugar de limitarse a observar qué está haciendo una célula en el instante del análisis, los científicos pueden empezar a reconstruir algunos episodios de su historia reciente.
Y esa posibilidad podría resultar especialmente valiosa para comprender uno de los grandes enigmas de la oncología: por qué determinadas células tumorales logran sobrevivir a tratamientos que destruyen a la mayoría de sus compañeras.
Cómo pueden los científicos saber qué hizo una célula en el pasado
Para comprender la importancia del descubrimiento hay que detenerse en uno de los procesos fundamentales de la vida: la expresión de los genes.
Todas las células de nuestro organismo contienen prácticamente las mismas instrucciones genéticas, que están almacenadas en el ADN. Sin embargo, una neurona, una célula muscular y un linfocito funcionan de maneras muy diferentes, porque utilizan distintas partes de ese manual de instrucciones.
Cuando una célula necesita fabricar una proteína, normalmente comienza copiando la información de un gen en una molécula de ARN mensajero (ARNm). Esta molécula lleva las instrucciones que permitirán producir la proteína correspondiente, y lo hace llevado esta información desde el núcleo celular hasta los ribosomas del citoplasma.
Qué es el transcriptoma y por qué permite estudiar la actividad genética
Por eso, estudiar los ARN presentes en una célula ofrece una información muy valiosa sobre los genes que está utilizando. El conjunto de los ARN producidos por una célula se conoce como transcriptoma, y su análisis se ha convertido en una herramienta fundamental de la biología moderna.
El problema es que estas moléculas no duran indefinidamente. Muchas desaparecen en cuestión de horas, ya que la propia célula las degrada cuando dejan de ser necesarias. Además, a ello hay que sumar que las técnicas convencionales para analizar el transcriptoma de una célula individual suelen exigir destruirla para extraer su ARN.
El resultado se parece a una fotografía: proporciona muchísimos detalles, pero solo de un instante concreto.
Lo que ocurrió anteriormente puede haber desaparecido sin dejar una señal detectable.
🗣️ «Esta mirada al pasado resulta interesante, entre otras razones, porque permite conocer las respuestas transitorias de una célula, que son muy numerosas. Las respuestas inmunitarias y al estrés son solo algunos ejemplos», explica Christopher Reinkemeier, investigador posdoctoral del equipo dirigido por el profesor Randall Platt, en el comunicado difundido por la ETH Zúrich.
La dificultad es especialmente evidente cuando una célula recibe una señal externa, activa determinados genes y vuelve después a su estado habitual.
«Si realizas la medición demasiado tarde con el método convencional, ya no puedes ver siquiera que esa respuesta haya tenido lugar», señala Marcos Manero-Carranza, doctorando del mismo grupo y coautor principal del estudio junto con Reinkemeier.
Esta limitación ha condicionado durante décadas el estudio de numerosos procesos biológicos. Ahora los investigadores han encontrado una manera de conservar parte de esas huellas antes de que desaparezcan.
Christopher Reinkemeier, investigador especializado en biología celular y en el desarrollo de herramientas para estudiar los procesos que ocurren en el interior de las células. Cortesía: ETH Zürich
Qué es una recordanelle: el archivo molecular que conserva el pasado celular
La solución desarrollada por los investigadores suizos consiste en construir un pequeño compartimento artificial dentro de la célula que pueda atrapar moléculas de ARN y protegerlas de su degradación natural.
El dispositivo, bautizado como recordanelle —una combinación de los términos ingleses record (registro) y organelle (orgánulo)—, funciona como un archivo biológico que almacena muestras de la actividad genética a medida que esta se produce.
Para fabricarlo, el equipo combinó tres elementos moleculares con funciones diferentes:
✅ Un anclaje mitocondrial: fija el sistema a la superficie externa de las mitocondrias, los orgánulos que producen buena parte de la energía celular.
✅ Una proteína que favorece la concentración molecular: permite reunir moléculas de ARN en una estructura localizada.
✅ Una proteína de unión al ARN: reconoce y captura ARN mensajeros para incorporarlos al archivo.
Aunque proceden de componentes proteicos diferentes, los tres elementos forman parte de una única proteína diseñada mediante ingeniería molecular.
Cómo funciona el almacenamiento del ARN en las mitocondrias
Uno de los componentes se inspira en proteínas que participan en la formación de los llamados gránulos de estrés, unas estructuras celulares que aparecen en determinadas situaciones adversas, como una infección.
Cuando una célula se enfrenta a una situación estresante, puede reorganizar temporalmente parte de su maquinaria molecular y concentrar determinados ARN en estos gránulos.
Los investigadores aprovecharon ese principio para diseñar una estructura que concentra moléculas de ARN en una especie de película protectora alrededor de las mitocondrias.
En concreto, el sistema optimizado emplea un fragmento de la proteína mitocondrial TOM20 como anclaje, una región de la proteína TAF15 para favorecer la concentración de moléculas y una versión modificada de PABPC4 para capturar los ARN mensajeros.
El objetivo no es guardar las moléculas en el interior de las mitocondrias, sino reunirlas en su superficie y mantenerlas protegidas durante más tiempo.
Para conseguir que las células fabriquen este sistema, los investigadores introducen las instrucciones genéticas correspondientes mediante plásmidos, pequeñas moléculas de ADN utilizadas habitualmente en ingeniería genética.
Una vez incorporadas esas instrucciones, la propia célula produce la proteína artificial y ensambla el dispositivo de almacenamiento. El resultado es un archivo molecular que puede conservar varios miles de ARN mensajeros durante días. Pero lo verdaderamente novedoso no es solo que estas moléculas sobrevivan durante más tiempo. Es que su presencia permite reconstruir acontecimientos biológicos que, de otro modo, pasarían inadvertidos.
Recreación artística del interior de una célula humana con recordanelles, estructuras sintéticas que capturan y conservan ARN mensajero en la superficie de las mitocondrias, permitiendo reconstruir la actividad genética de días anteriores. Crédito: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
El experimento que permitió recuperar una señal desaparecida
Para comprobar que el sistema funcionaba, los científicos diseñaron un experimento en el que podían controlar cuándo se activaba un gen. Trabajaron con células humanas cultivadas en el laboratorio y utilizaron un sistema genético que respondía a la doxiciclina, una sustancia empleada en investigación para activar determinados genes de manera controlada.
Durante veinte horas, los investigadores expusieron las células a esta señal. Como resultado, comenzaron a producir un ARN mensajero específico. Después retiraron la doxiciclina y dejaron que las células continuaran funcionando normalmente. Sin el estímulo, la actividad del gen disminuyó y las moléculas de ARN comenzaron a desaparecer.
En las células que no disponían de un sistema de almacenamiento eficaz, la señal había regresado prácticamente a los niveles iniciales al cabo de un día. Sin embargo, en las células equipadas con las versiones más eficaces del nuevo dispositivo, todavía era posible detectar las moléculas asociadas a aquella activación 48 horas después de retirar el estímulo.
La diferencia era fundamental: el archivo permitía encontrar pruebas moleculares de un acontecimiento que ya no podía identificarse mediante el análisis convencional. Los investigadores también comprobaron que no bastaba con capturar las moléculas. Era indispensable protegerlas adecuadamente.
Algunas versiones experimentales del dispositivo lograban reunir ARN, pero no impedían que se degradara. Otras, en cambio, conseguían conservarlo durante mucho más tiempo. Esta observación permitió perfeccionar el sistema hasta obtener una variante especialmente eficaz, denominada recordanelle V2.
Las células conservaron durante cinco días el recuerdo de una respuesta inmunitaria
El siguiente paso consistió en estudiar un fenómeno biológico real, en lugar de un gen activado artificialmente.
Los investigadores eligieron la respuesta al interferón beta, una molécula de señalización que participa en las defensas del organismo frente a infecciones víricas. Cuando una célula recibe interferón beta, activa una serie de genes relacionados con la respuesta inmunitaria. Muchos de ellos producen proteínas que ayudan a establecer mecanismos de defensa frente a los virus.
Pero esta activación no tiene por qué mantenerse indefinidamente. Cuando desaparece la señal, la célula puede reducir la expresión de esos genes y regresar poco a poco a su estado anterior.
El equipo expuso células humanas al interferón beta durante veinte horas y posteriormente retiró el estímulo. Al analizar estas células 48 horas después, observó que, en los controles convencionales, prácticamente había desaparecido la huella genética de aquella respuesta.
Las células parecían no haber recibido nunca la señal.
Sin embargo, las que contenían la versión optimizada del archivo molecular conservaban ARN correspondientes a los genes que se habían activado durante la respuesta inmunitaria. La secuenciación permitió reconstruir la señal original y reconocer los procesos biológicos asociados a la defensa frente a los virus.
En uno de los análisis, el sistema recuperó la totalidad de los genes que habían mostrado una activación significativa durante la respuesta inicial, mientras que los controles solo mantenían señales detectables de dos de ellos. Esto no significa que se conservaran todas las moléculas de ARN originales, sino que seguían presentes suficientes indicios para identificar el conjunto de genes activados.
Los experimentos también mostraron que, bajo determinadas condiciones, la información podía recuperarse al menos cinco días después de retirar el interferón. No obstante, apareció una limitación importante: cuando las células se dividían y proliferaban, la huella almacenada se debilitaba con mayor rapidez. En los cultivos sometidos a división y transferencia, la señal se conservó durante unos tres o cuatro días y dejó de detectarse a partir del quinto.
La memoria molecular, por tanto, no es permanente ni funciona como una grabación perfecta. Se diluye a medida que transcurre el tiempo y cambia la población celular.
Una tecnología capaz de registrar hasta el 90 % del transcriptoma
Uno de los resultados más importantes del estudio fue comprobar que el sistema podía capturar una representación muy amplia de los ARN producidos por las células. En los ensayos realizados con células humanas HEK293T, determinadas configuraciones del dispositivo permitieron encontrar en el archivo una representación de hasta el 90 % de los genes expresados.
La cifra requiere una precisión importante: no significa que el dispositivo secuestre o almacene el 90 % de todas las moléculas de ARN presentes en la célula. En efecto, lo que indica es que el archivo contiene una muestra representativa de los ARN correspondientes a una proporción muy elevada de los genes activos.
Esa diferencia resulta decisiva, porque el objetivo no es vaciar la célula de ARN, algo que podría alterar gravemente su funcionamiento, sino conservar una pequeña parte que permita reconstruir su actividad genética.
Los investigadores también demostraron que podían analizar la información almacenada a escala de célula individual. Esta capacidad es especialmente relevante porque incluso las células aparentemente idénticas pueden comportarse de maneras muy diferentes. Ante un mismo estímulo, algunas reaccionan intensamente, otras apenas responden y otras pueden activar mecanismos que les permiten adaptarse o sobrevivir.
El nuevo método permite identificar de manera retrospectiva células que experimentaron una determinada respuesta, aunque en el momento del análisis ya no presenten las señales habituales de esa activación.
Sin embargo, hay un matiz esencial: el dispositivo no registra directamente todo lo que hizo la célula. Conserva información sobre su actividad genética, que sirve para inferir determinados acontecimientos de su pasado. Y tampoco incorpora todavía un reloj molecular capaz de indicar con precisión cuándo ocurrió cada episodio. Lo que proporciona es una historia parcial de la expresión de los genes durante el periodo de almacenamiento.
Un paciente recibe quimioterapia. Algunas células cancerosas consiguen sobrevivir al tratamiento y pueden provocar la reaparición del tumor. Cortesía: CDC
Cómo podría ayudar este descubrimiento a investigar el cáncer y las recaídas
Las posibles aplicaciones de esta tecnología van más allá de la investigación de las respuestas inmunitarias. Uno de los ámbitos que más interés despierta entre sus creadores es la investigación del cáncer y, en particular, el estudio de las células tumorales que sobreviven a determinados tratamientos.
Cuando un paciente recibe quimioterapia, muchas células cancerosas mueren. Sin embargo, algunas pueden permanecer vivas, incluso después de que el tratamiento haya eliminado buena parte del tumor.
Entre ellas se encuentran las denominadas células persistentes, capaces de tolerar de forma temporal determinadas terapias y que pueden contribuir más tarde a la reaparición de la enfermedad.
Uno de los principales problemas para estudiarlas es que los investigadores no saben de antemano cuáles serán las supervivientes. Solo pueden identificarlas después del tratamiento, cuando el proceso que les permitió resistir ya ha ocurrido. Y para entonces algunas de las señales moleculares que explicaban su comportamiento pueden haber desaparecido.
Aquí es donde el nuevo sistema podría resultar especialmente útil.
Si los científicos consiguieran incorporar estos archivos moleculares a las células tumorales antes de administrar un tratamiento, podrían identificar posteriormente cuáles han sobrevivido y estudiar qué genes estuvieron activos durante los días anteriores.
De esta forma, sería posible investigar si determinadas células habían puesto en marcha mecanismos de defensa, adaptación al estrés o resistencia a los medicamentos. «No sabemos de antemano qué células se convertirán en persistentes, y todavía comprendemos mal este proceso», explica Reinkemeier.
El investigador considera que la nueva tecnología podría ayudar a resolver ese problema:
🗣️ «Si conseguimos utilizar nuestro sistema en la investigación del cáncer, podremos aislar las células persistentes y examinar su pasado. Esto nos permitirá investigar cómo se forman y evolucionan, y podría abrir el camino a avances decisivos en la investigación oncológica».
Es una perspectiva prometedora, pero todavía no una aplicación demostrada. El estudio no ha probado que la tecnología permita identificar células cancerosas resistentes ni prevenir recaídas. Los experimentos se han realizado en células humanas cultivadas en el laboratorio, y su utilización en modelos animales y tumores constituye una etapa posterior de investigación.
¿Es seguro almacenar ARN dentro de una célula?
Existe una cuestión fundamental que los investigadores también abordaron: ¿qué sucede cuando se introduce un sistema artificial que captura y conserva moléculas normalmente destinadas a desaparecer?
En teoría, prolongar la vida de determinados ARN podría modificar el comportamiento celular. Por ejemplo, si las moléculas almacenadas siguieran utilizándose para fabricar proteínas, una respuesta inmunitaria transitoria podría prolongarse de modo artificial y alterar el equilibrio de la célula.
Para comprobarlo, los científicos analizaron distintos indicadores del funcionamiento celular, entre ellos la producción de energía, la actividad mitocondrial, la expresión de proteínas y la supervivencia de las células.
Los resultados fueron tranquilizadores. Sin ir más lejos, en las condiciones estudiadas, la versión optimizada del dispositivo no produjo alteraciones sustanciales en la viabilidad celular, el funcionamiento de las mitocondrias o los perfiles generales de ARN y proteínas.
Además, comprobaron que conservar las moléculas relacionadas con la respuesta al interferón no provocaba una prolongación excesiva de la producción de proteínas inmunitarias.
No obstante, los propios autores reconocen que cualquier sistema artificial introducido en una célula puede modificar, en alguna medida, su funcionamiento. Harán falta nuevos experimentos para descartar efectos más sutiles o problemas que aparezcan durante periodos prolongados.
El equipo ya ha presentado una solicitud de patente relacionada con la tecnología y pretende continuar desarrollándola para futuras investigaciones en animales y en cáncer.
Células madre de un tumor cerebral humano observadas mediante microscopía de fluorescencia. Estas células son objeto de estudio por su posible papel en la resistencia a los tratamientos y las recaídas del cáncer. Cortesía: Dr. Biplab Dasgupta y colaboradores / Cincinnati Children’s Hospital Medical Center / Nikon Small World
De fotografiar las células a reconstruir su historia
La biología celular ha experimentado una revolución gracias a las tecnologías capaces de analizar miles de genes a la vez y estudiar las diferencias entre células individuales. Pero la mayor parte de esas herramientas sigue enfrentándose a una limitación fundamental: permite observar estados celulares, no reconstruir directamente su historia.
Los investigadores de la ETH Zúrich han dado un paso para superar esa barrera.
Su sistema tampoco es la única aproximación al problema. Existen tecnologías que registran acontecimientos biológicos mediante modificaciones del ADN y otras que permiten estudiar la producción de ARN durante intervalos temporales. De hecho, los autores mencionan en el artículo otra herramienta reciente, denominada TimeVault, que también conserva información transcriptómica.
La particularidad de las recordanelles es que pueden recoger y almacenar de manera continua muestras de ARN durante varios días, sin necesidad de conocer de antemano el instante preciso en que ocurrirá el fenómeno que se desea investigar.
En el futuro, los científicos esperan perfeccionar el sistema para incorporar información sobre el orden temporal de los acontecimientos y ampliar su capacidad de registro a otras moléculas.
Si estos desarrollos prosperan, los investigadores podrían empezar a responder preguntas que hoy resultan extraordinariamente difíciles: qué cambios preceden a la transformación de una célula sana en cancerosa, cómo se originan determinadas respuestas inmunitarias o qué sucede durante los días anteriores a que una célula adopte un nuevo comportamiento.
Por ahora, el avance representa una demostración experimental de que el pasado molecular de una célula no tiene por qué desaparecer por completo cuando termina una respuesta biológica.
Una parte de ese pasado puede guardarse y recuperarse. Y en una disciplina acostumbrada a estudiar la vida mediante instantáneas, disponer de esa información abre una nueva posibilidad: no limitarse a observar cómo es una célula, sino comenzar a entender cómo ha llegado a serlo. ▪️(27-octubre-2026)
🧬 ¿Podemos conocer el pasado de una célula? Seis preguntas clave
Una nueva tecnología permite recuperar las huellas de la actividad genética de días anteriores. Descubre cómo funciona este archivo molecular, cuánto tiempo conserva la información y por qué podría revolucionar la investigación del cáncer.
¿Se puede saber qué hizo una célula hace varios días?
Sí, parcialmente. El nuevo sistema permite conservar ARN mensajeros y reconstruir determinadas actividades genéticas ocurridas días antes. No registra directamente todos los acontecimientos celulares.
¿Qué son las recordanelles?
Son orgánulos sintéticos diseñados por investigadores de ETH Zúrich para almacenar muestras de ARN mensajero y protegerlas de su degradación natural.
¿Cuántos días puede conservarse la información genética?
Los experimentos permitieron detectar respuestas inmunitarias hasta cinco días después de retirar el estímulo en determinadas condiciones. La duración disminuye cuando las células se dividen y proliferan.
¿Qué relación tiene este descubrimiento con el cáncer?
La tecnología podría ayudar a investigar qué cambios moleculares experimentaron las células cancerosas antes de sobrevivir a un tratamiento. Todavía no se ha demostrado esta aplicación en tumores.
¿Permite recuperar el 90 % del ARN de una célula?
No. El estudio demuestra que determinadas versiones del sistema pueden capturar muestras representativas de ARN correspondientes a hasta el 90 % de los genes expresados, sin almacenar necesariamente una proporción equivalente de todas sus moléculas.
¿Puede utilizarse ya en pacientes?
No. Por el momento se ha probado en cultivos de células humanas. Su aplicación en animales y en investigación oncológica requiere nuevos estudios.
Fuente científica: Reinkemeier, Manero-Carranza y colaboradores. Nature Biotechnology (2026). Consultar el estudio original.
Información facilitada por la ETH Zúrich
Fuente: Reinkemeier, C. D., Manero-Carranza, M., Farouni, R. et al. Recordanelles for transcriptome-wide single-cell RNA recording in human cells. Nature Biotechnology (2026). DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-026-03327-6
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