La Revolución de la Biofundición: Programando la Vida como una Fábrica

El Cambio de la Química a las Fábricas Biológicas

Cómo el Código Digital está Reemplazando los Químicos Sintéticos

En cuanto los primeros científicos comenzaron a comprender que el mundo material a su alrededor estaba compuesto por componentes separados y puros, empezaron a trabajar para entenderlo mejor. El esfuerzo de los primeros alquimistas abrió el camino a los científicos de la era de la Ilustración y al período moderno temprano, cuando descubrieron los elementos separados y los fundamentos de la biología: células, ADN, etc.

Al mismo tiempo, la industria química estaba creando la incipiente industria farmacéutica, utilizando fármacos químicos sintéticos para alterar procesos biológicos en los pacientes, como el uso del ácido salicílico (aspirina) para reducir la fiebre.

Progresivamente, los químicos utilizados en la medicina y la industria se volvieron cada vez más complejos. Sin embargo, en gran parte, cuanto más complejo es una molécula, más difícil resulta sintetizarla mediante métodos químicos artificiales. Y se vuelve prácticamente imposible para las proteínas o compuestos bioquímicos más complejos.

Luego, la bioingeniería permitió la producción mediante microbios modificados genéticamente de insulina barata y segura, hormona de crecimiento, anticuerpos, etc., creando el campo de la biotecnología como un área relacionada, pero separada de la farmacéutica.

Esto supuso una revolución masiva en la bioquímica y la medicina, haciendo de repente abundantes y baratos los compuestos que antes eran extremadamente costosos o imposibles de obtener.

Hoy, muchas tecnologías nuevas (big data, IA, automatización, ingeniería genética precisa, análisis avanzados, etc.) están convergiendo para abrir otra era de las biosciencias: la revolución de la biofundición.

Más Allá de la Naturaleza: Rediseñando Organismos para la Industria

La era biotecnológica estuvo marcada por el uso de modificaciones genéticas artificiales para que los microorganismos produzcan biomoléculas de interés, generalmente productos médicos. Esto ha demostrado ser extraordinariamente rentable, ya que muchas de estas moléculas son productos que salvan vidas o de alto valor que antes solo podían obtenerse en pequeñas cantidades mediante métodos costosos.

Sin embargo, esto tiene la limitación inherente de poder replicar solo lo que ya existe en los organismos vivos. Pero hasta hoy, la producción de muchos materiales y moléculas útiles depende de químicos producidos artificialmente, utilizando métodos tóxicos o emisores de carbono.

Así que, aunque cambiar nuestro sistema energético mediante vehículos eléctricos, baterías y energías renovables es importante, encontrar alternativas más verdes a la producción química es igualmente crucial para resolver la mayoría de los problemas del mundo moderno: contaminación plástica, cambio climático, agricultura sostenible, producción industrial no contaminante, bioseguridad, enfermedades incurables, medicina regenerativa, tratamientos de longevidad, etc.

Y para todos estos problemas, ahora se está implementando una solución: el modelo de biofundición.

Cómo Funciona el Modelo de Biofundición: Una Convergencia Tecnológica

Multi‑ómicas, CRISPR y el Auge del “Bio‑Coding”

En los últimos años, la comprensión de la biología y la genética ha avanzado de manera tremenda. Las partes clave se basan en algunas tecnologías novedosas.

La primera es la secuenciación y la genómica, que se ha vuelto lo suficientemente barata como para realizarse rutinariamente por menos de $1,000 por organismo.

Ahora se combina con muchas otras “‑omics” (transcriptómica, proteómica, metabolómica, epigenómica, microbiómica, biología espacial) para crear multiomics, una comprensión holística de todos los niveles de complejidad en los organismos vivos.

Otra tecnología novedosa es CRISPR, una nueva forma de edición genética descubierta en 2012, que desde entonces se ha convertido en la forma más poderosa de editar los genes de todo tipo de organismos, incluso para curar enfermedades raras.

Por último, la aparición de big data, IA y otras formas de análisis avanzado dio a los biólogos las herramientas para procesar y dar sentido a la avalancha de datos que ha creado la multi‑ómica.

Cuando se combinan, surge una capacidad completamente nueva.

La combinación de toneladas de datos de la verdadera multi‑ómica biológica con el análisis de IA significa que todo el proceso para crear moléculas complejas puede ser mapeado, modelado e incluso totalmente simulado in silico. Esto abre la oportunidad de probar virtualmente miles de posibilidades o crear desde cero proteínas completamente nuevas con propiedades novedosas.

Y gracias a CRISPR, llevar estas ideas a microorganismos o plantas reales nunca ha sido tan rápido, preciso o fácil, transformándolos en fábricas biológicas bien controladas, o “biofundiciones”, una subsección de la biología sintética.

Como el ADN es esencialmente un código biológico, la facilidad de crear OMG y diseñar nuevos biosistemas acerca la biología mucho al código informático.

“Piensa en una célula. Es como una pequeña máquina que funciona con código digital, muy similar a una computadora, excepto que en este caso el código—en lugar de ceros y unos, son A, T, C y G. Así que la biología sintética es programar células como programamos computadoras, cambiando el código de ADN dentro de ellas. Somos como programadores de células a sueldo. Nuestro trabajo es hacer que la célula haga lo que nuestros clientes desean.”

Jason Kelly – Ginkgo Bioworks CEO

Del Plástico al Perfume: Lo que las Biofundiciones Pueden Construir

Muchos de los químicos que actualmente produce la industria química podrían, en teoría, ser reemplazados por medios biológicos. Ya sea con la misma molécula producida por organismos vivos, o con sustitutos de propiedades similares.

Por ejemplo, los microorganismos del suelo y las plantas producen rutinariamente en pequeñas cantidades fertilizante, etanol o etileno, todas moléculas que la industria química produce a gran escala. Por lo tanto, un mayor rendimiento o una producción más barata mediante un organismo vivo podría tener un impacto de carbono mucho menor.

Otro objetivo es reducir la dependencia de los combustibles fósiles produciendo polímeros, incluidos textiles y plásticos (1,4‑Butanodiol, 1,3‑Propanodiol, poli‑hidroxialcanoatos, poliláctico, etc.) a través de rutas metabólicas biológicas.

Fragancias de alto valor, aminoácidos, vitaminas, seda, sabores como la vainilla, y componentes cosméticos como escualeno o ácido hialurónico, también podrían producirse a gran escala de forma natural a bajo costo, al menos en teoría.

Y, por supuesto, muchas moléculas biológicas recién inventadas pueden formar vacunas sintéticas, tratamientos anticancerígenos, proteínas alternativas y fuentes de alimentos (carne cultivada, etc.).

Por último, productos totalmente novedosos pueden producirse de esta manera. Por ejemplo, el micelio de hongos puede crear una alternativa viable al cuero y a otros textiles. O las emisiones de carbono pueden reciclarse directamente en productos útiles antes de llegar a la atmósfera.

El Modelo de Investigación como Servicio

Construyendo Sinergias

Si la tecnología para hacerlo ha madurado, sin embargo, no es tan sencillo en la práctica reescribir completamente el metabolismo de un ser vivo real, manteniéndolo productivo al mismo tiempo.

Por eso, una tendencia creciente es la externalización de esta tarea a empresas especializadas que disponen del equipo, la experiencia y el material biológico adecuado para llevarla a cabo. Este modelo de “Research-as-a-Service”, también llamado a veces “organismos bajo demanda”, permite que diferentes proyectos y conceptos se ayuden mutuamente entre dominios.

Por ejemplo, un microorganismo desarrollado previamente para la absorción de emisiones de carbono también puede usar ese carbono para producir etileno, un precursor clave de innumerables reacciones de síntesis química. Pero una empresa centrada en créditos de carbono no tendría un uso inmediato ni experiencia con el etileno, mientras que una empresa química podría no disponer de una fuente de carbono. Sin embargo, al usar el mismo contratista de biofundición, ambas empresas pueden desarrollar sinergias y hacer el proceso más eficiente.

De manera similar, un nuevo método optimizado para modificaciones genéticas puede desplegarse en decenas de aplicaciones diferentes, amortizando el costo de I+D en una gama más amplia de proyectos.

Ginkgo Bioworks: El “ADN” de la Biología Sintética

Ninguna empresa ha estado más a la vanguardia del “organismos bajo demanda” que Ginkgo Bioworks. Desde su fundación en 2008 por cinco científicos del MIT, la compañía se dedicó a producir bacterias OMG para aplicaciones industriales, con la biotecnología, usualmente el foco de dicha actividad, solo como una segunda consideración.

Ginkgo fue la primera empresa de biotecnología en unirse al famoso programa de aceleradora de startups Y Combinator en 2014. La compañía salió a bolsa en 2021 mediante una fusión SPAC y logró asegurar el ticker NYSE DNA, previamente perteneciente al pionero biotecnológico Genentech (antes de su adquisición por Roche).

Desde entonces, Ginkgo Bioworks se ha convertido en un socio clave de muchas corporaciones industriales, farmacéuticas y agrícolas.

Fuente: Gingko Bioworks

• Microbios programables para enfermedades intestinales.
• Biorremediación de microplásticos.
• Terapéuticos de ARN y vacunas.
• Reciclaje de residuos y contaminantes.
• Control de enfermedades críticas de soja en Brasil.
• Reemplazo de fertilizantes nitrogenados con bacterias
• Cannabinoides.
• Fabricación optimizada de biológicos y péptidos
• Producción de ingredientes farmacéuticos activos (API) mediante biocatálisis y fermentación a gran escala.
• Soluciones de diagnóstico molecular, a través de una base de datos propietaria de enzimas y diseñadores expertos de enzimas.
• Terapia celular y edición genética.

El Giro de Ginkgo: Venta de Bioseguridad para Laboratorios Autónomos

Vendiendo el Negocio de Bioseguridad

Durante la pandemia de COVID, Ginkgo amplió rápidamente su negocio de bioseguridad, una actividad que monitorea riesgos biológicos, mayormente para gobiernos. Luego evolucionó a una plataforma bioradar de extremo a extremo.

Ese negocio proporcionó beneficios invaluables durante la pandemia a través de nuestros programas de pruebas estatales y nacionales y resultó en ingresos anuales máximos de más de $300M. Nos enorgulleció ayudar a abrir más de 5,000 escuelas en todo el país.

Sin embargo, esta actividad está relativamente desconectada del resto de los proyectos de Ginkgo Bioworks. Por lo tanto, la dirección de la compañía ha decidido venderla a un consorcio de inversores, formando una nueva entidad privada independiente llamada Tower Biosecurity, y Ginkgo mantendrá una participación del 20%.

De Proveedor de Servicios a Asociaciones de Alto Valor

La actividad de “organismo bajo demanda” es actualmente el núcleo del negocio de la compañía, con el segmento más grande siendo alimentos y agricultura y farmacéutica y biotecnología. Sin embargo, ha disminuido sus ingresos entre el Q4 2024 y el Q4 2025, debido a una disminución general de la inversión en biotecnología durante este período.

Fuente: Gingko Bioworks

Este segmento ha sufrido una incertidumbre relativa respecto a su modelo de negocio. Inicialmente, Ginkgo planeó proporcionar solo la capacidad de investigación como un servicio puro, con un precio fijo y un punto final claro. Esto hizo que Ginkgo fuera extremadamente popular como socio de investigación.

Sin embargo, esto también significó que no había regalías residuales ni ingresos extra una vez finalizado el proyecto, lo que implicó que Ginkgo quedara atrapado en una cinta sin fin de nuevos proyectos, con su destreza tecnológica sin traducirse realmente en ingresos.

Desde entonces, ha comenzado a desarrollar nuevos organismos con una estructura de asociación. Por ejemplo, la entrega de un hito importante en un proyecto con Merck, que llevó a un pago de $9M en el Q4 2024 y pagos mayores más adelante en la fase 2 del proyecto.

La necesidad de reestructurarse para obtener más flujo de efectivo fue tomada en serio por la compañía desde el otro extremo de la ecuación, con un fuerte esfuerzo para reducir el consumo de efectivo, disminuyéndolo un 73% en el último año. Mientras tanto, la empresa tampoco tiene deudas significativas, reduciendo aún más los riesgos financieros.

Fuente: Gingko Bioworks

El Auge del Laboratorio Robótico Modular y Autónomo

Los laboratorios automatizados son una tecnología en la que Ginkgo ha trabajado durante un tiempo, ya que aún hoy la mayor parte del trabajo en los biolabs consiste en tareas manuales repetitivas y tediosas, que a menudo consumen la mayor parte del tiempo de una fuerza laboral con títulos de maestría y doctorados.

Para cambiar este método, ha creado una plataforma modular automatizada, capaz de realizar sin intervención humana tareas de laboratorio como cultivar células, transferir químicos, análisis microscópico, etc.

Fuente: Gingko Bioworks

La característica más importante de este diseño es su modularidad. Cada una puede conectarse con otra para crear una especie de “cadena de ensamblaje” para experimentos científicos y bioanálisis.

Esta solución se combina con una oferta de software, creando una solución flexible que puede adaptarse y modificarse en solo días u horas, en comparación con infraestructuras de investigación más rígidas que requieren meses de costosa reconfiguración para nuevos proyectos.

Fuente: Gingko Bioworks

Esta combinación brinda tanto la flexibilidad necesaria para la investigación (en comparación con la producción masiva), como la automatización necesaria para acelerar la investigación y reducir costos, ya que el laboratorio automatizado puede trabajar más rápido que un humano y 24/7.

Ginkgo planea ofrecer esta tecnología en dos formatos:

• “Construye tu propio laboratorio”, donde fabrica y da servicio a los módulos de laboratorio automatizado, pero las operaciones diarias y la propiedad pertenecen al cliente.
• Acceder al propio laboratorio autónomo de vanguardia de Ginkgo mediante contratación directa del servicio.

Datapoint: Generando 10,000 Experimentos en Semanas

Mientras la oferta de automatización genera los datos biológicos, Datapoint los procesa en ideas útiles.

El elemento clave es la generación rápida de datos que pueden guiar hipótesis posteriores, y la iteración veloz de nuevos experimentos para seguir avanzando.

Fuente: Ginkgo Bioworks

Con este servicio, Ginkgo puede proporcionar datos que pertenecen íntegramente al cliente, lo que constituye una ventaja competitiva en asociaciones con otras compañías biotecnológicas o farmacéuticas.

Los datos pueden generarse en tan solo 3 semanas, con más de 10,000 perturbaciones químicas y genéticas in vitro en cada tipo de célula, y una amplia variedad de métodos analíticos disponibles para estudiar los resultados.

El mismo sistema puede usarse para la generación rápida de nuevos anticuerpos, un tipo de molécula que se está convirtiendo rápidamente en un medicamento clave en oncología y otros campos médicos. Ginkgo puede examinar hasta 2,400 anticuerpos diferentes en paralelo, gracias a una infraestructura de laboratorio húmedo automatizado valorada en $1B.

Investigación Biológica Potenciada por IA

Ginkgo estableció una asociación con OpenAI para usar ChatGPT 5 en el contexto de la bioinvestigación. Reportó una mejora drástica en la productividad.

“La compañía informa que el sistema redujo los costos de reacción de síntesis de proteínas sin célula en un 40% respecto al estado del arte, mientras ejecutaba 36,000 condiciones experimentales a través de seis ciclos iterativos.”

La participación humana se limitó principalmente a la preparación de reactivos, carga y descarga, y supervisión del sistema, mientras que el diseño experimental, la ejecución, la interpretación de datos y la generación de hipótesis fueron manejados por el laboratorio autónomo impulsado por GPT‑5.

El modelo utilizado ha sido liberado como código abierto, y la mezcla de reacción libre de células mejorada por IA puede ser solicitada por la comunidad científica, convirtiendo a Ginkgo en una herramienta de investigación de código abierto importante para científicos de todo el mundo.

Ginkgo también fue premiada con $47M por el gobierno de EE. UU. por desarrollar una gran instalación de investigación para la Misión Genesis, un sitio de 32,000 pies cuadrados conocido como la Capacidad de Fenotipado Molecular Microbiano (M2PC). Alojará más de 100 instrumentos analíticos automatizados y se espera que esté totalmente operativa para investigadores globales para 2030.

“El equipo aprovechará IA avanzada para descifrar la función de proteínas y vías, automatizar la generación y recopilación de datos, e integrar los sistemas experimentales y de supercomputación del DOE con empresas de biotecnología e IA.”

Perspectiva a Largo Plazo: ¿Es Ginkgo Finalmente Rentable?

Del creador del modelo de negocio de biofundición y un actor importante en bioseguridad, Ginkgo ahora se está reinventando como líder en la automatización de la investigación biológica y socio clave en la tecnología de I+D liderada por IA.

A medida que la biología se encuentra con la IA, muchos procesos industriales serán reemplazados progresivamente por alternativas bioprocesos más verdes que son neutras en carbono, no tóxicas y más baratas. En esa visión del futuro, los seres vivos son tan programables como el código informático, pero con un impacto aún mayor en el mundo real.

Esto representa una oportunidad masiva para Ginkgo Bioworks, ya sea para el proyecto en el que ya está trabajando, o para que su diseño de laboratorio automatizado se convierta en un estándar para la mayoría de los equipos de investigación a largo plazo.

Combinado con una mejora en su modelo de negocio de ingeniería celular (con más regalías y contratos de reparto de ingresos más justos), esto debería ayudar a que Ginkgo sea rentable en los próximos años.

(También puedes leer más sobre otras compañías de biología sintética en “Top 5 Synthetic Biology Public Companies”)

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