Adelantarse a la enfermedad es posible: una colección de mapas celulares se convierte en la llave para mejorar la salud humana

Imagen CODEX del intestino delgado
Imagen CODEX del intestino delgado
Dr. John Hickey
Imagen CODEX del intestino delgado

Adelantarse a la enfermedad podría ser posible. Así lo ha revelado este miércoles el grupo Nature y Cell Reports que, coordinados por la iniciativa Programa Atlas BioMolecular Humano (HuBMAP), han publicado nueve artículos que descubren nueva información sobre los diferentes tipos celulares y cómo interactúan en los tejidos y órganos humanos, lo que proporciona un recurso para estudiar la biología y las salud.

El cuerpo humano está compuesto por entre 30 y 40 billones de células. Estas le brindan estructura al cuerpo, absorben los nutrientes de los alimentos, convierten estos nutrientes en energía y realizan funciones especializadas. Las células también contienen el material hereditario del organismo y pueden hacer copias de sí mismas. Toda una compleja maquinaria que para algunos científicos es un gran reto, como los que desde hace algunos años se encargan de crear un atlas del cuerpo humano a nivel celular desde el año 2018.

Así pues, el consorcio HuBMAP pretende cartografiar el panorama molecular de las células sanas y su entorno inmediato en el cuerpo para comprender mejor la relación entre la organización celular y la salud, además de desarrollar las herramientas necesarias para ir creando ese atlas. Y ya lo está consiguiendo. Concretamente, este miércoles han presentado tres nuevos mapas celulares del intestino, el riñón y la interfase materno-fetal.

Estos estudios son "el primer conjunto coordinado de artículos que traza mapas unicelulares de alta resolución de órganos humanos, incluidas las funciones que desempeñan", afirmó el doctor Michael Snyder, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford (EEUU) e investigador principal de uno de los proyectos.

Estudiar las células sanas

El científico destacó que los trabajos han dado datos sobre cómo las células viven y trabajan juntas en "vecindarios celulares", que son "conjuntos de células que pueden diferenciar distintas partes de los órganos". Snyder también indicó la importancia de estos estudios de células sanas pues " es difícil entender la enfermedad si no sabes cómo son los estados saludables. Estos mapas nos permitirán comenzar a comparar diferentes órganos y analizar qué falla durante la enfermedad".

Snyder encabezó una de las investigaciones sobre el intestino humano, del que por primera vez se ha hecho un mapa espacial a nivel de una sola célula. El equipo analizó ocho secciones del intestino delgado y grueso de nueve donantes fallecidos, la mayoría hombres blancos, lo que reveló variaciones importantes en la composición celular en las diferentes regiones y se identificaron nuevos subtipos de células epiteliales (tipo de células que recubren el interior y exterior de las superficies del cuerpo).

Una imagen CODEX de los intestinos.
Una imagen CODEX de los intestinos.
Hupmap

Además, descubrieron que los "vecindarios" cooperan para digerir los alimentos y proteger de las infecciones, entre otras cosas y los pudieron cartografiar. El científico considera que estos mapas "están destinados a ser una referencia para un intestino sano", con el que se pueden comparar enfermedades como el intestino irritable o el cáncer de colon en etapa temprana.

Mejores fármacos y más precisos

En el caso del riñón, un equipo encabezado por Snajay Jain, de la Universidad de Washington en San Luís (EEUU) presentó el atlas unicelular de 51 tipos celulares, algunos raros y novedosos, en el riñón sano, y 28 relacionados con características asociadas a lesiones o recuperación.

Los investigadores caracterizaron los rasgos moleculares de las células renales sanas y enfermas en distintos segmentos renales y crearon imágenes tridimensionales de células que viven en comunidades y se comunican con sus vecinas. Una visión completa de estas relaciones podría allanar el camino para fármacos mejores y más precisos, con menos efectos secundarios.

Un mapa de la placenta humana durante la primera mitad del embarazo es el resultado del trabajo de un equipo liderado por Michael Angelo, de la Universidad de Standford, para lo que analizaron unas 500.000 células y 588 arterias de 66 muestras de la interfase materno-fetal humana.

En concreto, analizaron la interfase entre la placenta y el útero, donde las arterias maternas se remodelan para suministrar sangre al feto. Así, pudieron identificar interacciones entre células placentarias e inmunitarias, un descubrimiento que da información sobre cómo las células inmunitarias maternas apoyan la coexistencia de las distintas células maternas y fetales.

El consorcio HuBMAP, activo desde 2018, desarrolla además las herramientas necesarias y con el uso de la inteligencia artificial, para crea estos mapas espaciales en 2 y 3 D de componentes moleculares celulares, incluidos ARN, proteínas y metabolitos, dentro de tejidos y órganos a nivel de una sola célula.

Los investigadores seguirán ahora recolectando y analizando datos de organización celular para otros órganos humanos sanos, como la vejiga, los ojos o el corazón y seguirán construyendo las herramientas y tecnologías necesarias para lograr un atlas de referencia completo.

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