El ‘Atlas Celular Humano’ crea un mapa de 1 millón de tipos de células en 33 órganos

JUEVES, 12 de mayo de 2022 (HealthDay News) -- Una iniciativa internacional de investigación reveló el mapa de referencia más amplio que se ha hecho de las células individuales en el cuerpo humano, un conocimiento que podría revolucionar el estudio de la salud y la enfermedad.

El masivo Atlas Celular Humano (Human Cell Atlas) contiene mapas detallados de más de un millón de células individuales de 33 órganos y sistemas, anunciaron esta semana los investigadores.

"Puede considerarse como el Google Maps del cuerpo humano", planteó Sarah Teichmann, presidenta de genética celular del Instituto Wellcome Sanger en Reino Unido, y copresidenta del comité de organización del Atlas Celular Humano. "En realidad, lo que buscamos es esa vista a pie de calle de las células individuales y dónde se ubican en los tejidos".

La adición más reciente al Atlas incluye el mapeo de casi 500,000 células de 24 tejidos y órganos humanos, entre ellos los pulmones, la piel, el corazón y la sangre, según un conjunto de artículos que se publicaron en la edición del 13 de mayo de la revista Science.

"Estos cuatro artículos son un hito que apunta hacia la creación de un Atlas Celular Humano completo", aseguró Meagan Phelan, vocera de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (American Association for the Advancement of Science).

El proyecto del Atlas Celular Humano es un consorcio abierto y liderado por científicos, con más de 2,300 miembros de 83 países de todo el mundo.

La iniciativa se sitúa junto al Proyecto del Genoma Humano, que busca hacer un mapa de la estructura genética humana completa, comentó Stephen Quake, presidente de la red Chan Zuckerberg Biohub Network y profesor de bioingeniería y física aplicada de la Universidad de Stanford.

"Con frecuencia, las personas piensan que el genoma es el plano del organismo, pero en realidad esto no es correcto", dijo Quake. "El genoma es más bien una lista de partes. Cada tipo de células utiliza un conjunto distinto de partes. Y aquí, lo que hemos podido hacer colectivamente es ayudar a comprender e interpretar cómo las distintas partes del genoma se utilizan para definir los distintos tipos de células".

Orientar nuevos tratamientos

Se pretende que el Atlas resulte útil en la investigación médica futura, al ayudar a los científicos a comprender cuáles células concretas son afectadas por las enfermedades, además de los medicamentos usados para tratarlas, apuntaron los investigadores.

Por ejemplo, los investigadores averiguaron que los distintos tipos de células (como las células inmunitarias o las células epiteliales) tienes roles distintos en partes distintas del cuerpo, y que en los tipos de células hay unas diferencias sutiles específicas según el órgano.

Una sorpresa fue que los investigadores encontraron que es probable que los "genes de limpieza", que antes se pensaba que gestionaban funciones básicas de forma bastante parecida en cada célula, tengan muchos más roles en todo el cuerpo de lo que se pensaba.

Además, una proteína inmunitaria llamada CD47 parece diferir en gran medida de una célula a otra, señalaron los investigadores. Dado que la CD47 se ha implicado tanto en el cáncer como en la acumulación de unas placas peligrosas en las paredes de las arterias, este hallazgo podría orientar el desarrollo de medicamentos que sean más efectivos y que tengan menos efectos secundarios.

"Esperamos que al usar mapas como estos seamos más capaces de comprender cómo surgen las enfermedades en el cuerpo, y de identificar el lugar preciso donde se origina la enfermedad", planteó Aviv Regev, copresidente del comité organizador del Atlas Celular Humano y director de investigación y desarrollo temprano de Genentech. "Esto nos permitiría desarrollar unos diagnósticos más precisos para los pacientes, y nuevos tratamientos".

Dos de los nuevos trabajos también proveen una nueva comprensión sobre el sistema inmunitario humano.

Hasta ahora, el sistema inmunitario se ha observado sobre todo a través del rol de las células inmunitarias que circulan en la sangre. Pero las células inmunitarias en los tejidos y órganos también son esenciales para mantener la salud, encontraron los investigadores.

Analizaron las células inmunitarias en 16 tejidos de 12 donantes de órganos adultos individuales, y crearon un atlas de células inmunitarias en los distintos tejidos, que reveló las relaciones entre las células inmunitarias en un tejido y sus contrapartes en otros.

Descubren sorpresas en las células inmunitarias

"Encontramos que algunas familias de células inmunitarias, como los macrófagos, tienen firmas comunes en los distintos tejidos, mientras que otras, como las células T inmunitarias, tienen distintos sabores dependiendo del tejido en que residen", señaló Teichmann. "Saber el código de cuáles moléculas dirigen y mantienen a las células T en los tejidos específicos es importante para dirigir a las células, por ejemplo en las terapias para el cáncer. Entonces, en general, las revelaciones tienen implicaciones para terapias que potencien o supriman la respuesta inmunitaria, para luchar contra las enfermedades y para diseñar vacunas".

Otro trabajo utilizó algoritmos de aprendizaje automático para asociar a unas células específicas identificadas en el Atlas con 6,000 enfermedades de un solo gen y 2,200 enfermedades y rasgos genéticos complejos, apuntó Regev.

El esfuerzo encontró tipos de células no musculares que se han implicado en la distrofia muscular, dijo Regev, además de genes de la fibrilación auricular que también son utilizados por las células del músculo esquelético, el esófago y la próstata.

"Ahora podemos intentar crear formas de dirigirnos de maneras más específicas a las células en las que deseamos tener un impacto, pero no en las demás células que también utilizan estos genes en el cuerpo", comentó Regev.

El proyecto del Atlas Celular Humano fue posible gracias a mejoras en el análisis genético, que han hecho que sea más fácil y más asequible abordar unas iniciativas a tan gran escala, aseguraron los investigadores.

"Si se mira hacia atrás unos 10 años, de verdad ha habido una revolución en la capacidad de medir las células individuales", añadió Regev.

Quake señaló que "me recuerda a ese antiguo chiste de vodevil, de que el éxito de la noche a la mañana tarda 20 años. Es más o menos nuestra situación. Las personas han tenido esta visión de observar la expresión genética en células individuales durante más de tres décadas, y la tecnología ha estado madurando de forma gradual. Llegó al punto en que pudimos aplicarla a un proyecto a esta escala".

Más información

El Atlas Celular Humano ofrecen más información sobre su trabajo y descubrimientos.

Artículo por HealthDay, traducido por HolaDoctor.com

FUENTES: Sarah Teichmann, PhD, head, cellular genetics, Wellcome Sanger Institute, United Kingdom; Stephen Quake, PhD, president, Chan Zuckerberg Biohub Network and professor, bioengineering and applied physics, Stanford University, Calif.; Aviv Regev, PhD, head, research and early development, Genentech, South San Francisco, Calif.; Meagan Phelan, spokeswoman, American Association for the Advancement of Science, Washington, D.C.; Science, May 12, 2022, online