Los mapas detallados de las células en los órganos humanos muestran cómo la placenta se apodera del suministro de sangre materna, cómo las células renales pasan de un estado saludable a uno enfermo y cómo las células del intestino se organizan en vecindarios distintos. Estos atlas, publicados en Nature, son ejemplos de un enfoque poderoso y cada vez más popular para estudiar los órganos del cuerpo tanto en la salud como en la enfermedad. Cada uno comprende 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.
Las tecnologías que permiten a los investigadores monitorear la actividad genética en células individuales han ayudado a impulsar la producción de muchos atlas de células en los últimos años, incluidos mapas de vasos sanguíneos en el cerebro y de 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 más a fondo.
La intención en un futuro es que el atlas proporcione pistas sobre cómo diagnosticar y tratar los trastornos que pueden surgir cuando esas células se lesionan o son disfuncionales. “Estas células se organizan en vecindarios, pueblos o países”, dice Michael Snyder, genetista de la Universidad de Stanford en California y autor del estudio que analiza el intestino.
Los últimos artículos van más allá al evaluar la abundancia de docenas de proteínas en cada célula. La investigación forma parte de un consorcio llamado Human Biomolecular Atlas Program (HuBMAP), que está financiado por los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos y tiene como objetivo desarrollar herramientas para mapear las células del cuerpo humano.
En un estudio, los investigadores llevaron a cabo un cambio de paradigma. En lugar de mapear tejidos en 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 aprender 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”, afirma 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 tanto del feto como de la madre. “Los resultados 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. “Si queremos analizar la enfermedad, debemos comprender en profundidad qué sucede en condiciones saludables”, añade.
Uno de los últimos estudios compara células renales sanas y lesionadas. “Pudimos construir vías de cómo las células podrían viajar 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 evalúa células extraídas de ocho sitios a lo largo del intestino y encuentra un número de lo que Snyder llama vecindarios de células con características únicas.
Los investigadores también están trabajando para aumentar la diversidad de donantes de tejidos para proyectos de atlas de células y para desarrollar formas de expandir los análisis de 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.
