Los mapas celulares detallados de los órganos humanos muestran cómo la placenta se apodera del suministro de sangre materna, cómo las células renales pasan de estar sanas a enfermas y cómo las células del intestino se organizan en distintos cuartos.
Estos atlas, publicados el 19 de julio en Naturaleza, son ejemplos de un enfoque poderoso y cada vez más popular para estudiar los órganos corporales tanto sanos como enfermos. Cada uno incluye cientos de miles de puntos de datos sobre la actividad genética y la producción de proteínas en células individuales, que luego se asignan a su ubicación específica en el órgano.
La esperanza es que el atlas finalmente proporcione pistas sobre cómo diagnosticar y tratar los trastornos que pueden surgir cuando estas células están lesionadas o disfuncionales. “Estas células están organizadas en barrios, ciudades, países”, dice Michael Snyder, genetista de la Universidad de Stanford en California y autor del estudio sobre el intestino. «Y eso afecta su función».
Atlas celulares
Las tecnologías que permiten a los investigadores monitorear la actividad genética en células individuales han ayudado a estimular la producción de muchos atlas de células en los últimos años, incluidos mapas de vasos sanguíneos en el cerebro y varios tipos de tumores. Con el tiempo, estas tecnologías se han vuelto más sofisticadas, lo que permite a los investigadores incorporar información sobre la ubicación de una célula e interrogar la actividad de los genes con mayor profundidad.
Los últimos trabajos van más allá al evaluar la abundancia de decenas de proteínas en cada célula. La investigación es parte de un consorcio llamado Human Biomolecular Atlas Program (HuBMAP), que está financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. y tiene como objetivo desarrollar herramientas para mapear células en el cuerpo humano.
En un estudio, los investigadores incorporaron un giro. En lugar de mapear los tejidos de un solo órgano, estudiaron la interfaz entre dos: la placenta y el útero. El equipo utilizó datos de 500.000 células y 588 arterias uterinas para comprender cómo las células del feto invaden y remodelan los vasos sanguíneos en el revestimiento del útero para que se vuelvan más grandes y más capaces de suministrar nutrientes en las últimas etapas del embarazo. “Invaden las arterias y reemplazan las células maternas, lo cual es salvaje”, dice Michael Angelo, patólogo de la Universidad de Stanford y autor del estudio.
Los errores en este proceso se han asociado con la preeclampsia y otras condiciones que pueden poner en peligro la salud del feto y de la madre.
Los hallazgos de Angelo encajan bien con los datos publicados a principios de este año que catalogaron la actividad genética en las células que forman la placenta, dice Roser Vento-Tormo, genetista del Instituto Wellcome Sanger en Cambridge, Reino Unido. En particular, los datos sobre la expresión de 37 proteínas en cada célula brindan a los investigadores una vista de alta resolución de la comunicación entre las células fetales y maternas, dice. «Si queremos observar la enfermedad, debemos tener una comprensión profunda de lo que sucede en condiciones saludables».
cuartos intestinales
Uno de los últimos estudios compara células renales sanas y dañadas. «Pudimos construir vías sobre cómo las células pueden pasar de sanas a lesionadas, y el resto se detiene en el camino», dice el coautor Sanjay Jain, patólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St Louis, Missouri.
Y un estudio está evaluando células tomadas de ocho sitios a lo largo del intestino y está encontrando un número de lo que Snyder llama cuartos de células con características únicas..
La belleza de los estudios no está solo en sus conclusiones directas, sino también en cómo integraron grandes cantidades de datos, dice Vento-Tormo. Los investigadores también están trabajando para aumentar la diversidad de donantes de tejidos para proyectos de atlas de células, dice, y para desarrollar formas de pasar de escaneos 2D a 3D.
Sin duda, los estudios futuros analizarán más tejidos, estados de enfermedad y etapas de desarrollo, dice Sarah Teichmann, genetista del Instituto Sanger que participa en HuBMAP. «Hay muchos otros tejidos y órganos en el cuerpo», dice ella. «Hay oportunidades emocionantes por delante».
Este artículo se reproduce con permiso y ha sido Primer comentario 19 de julio de 2023.
