Revelan el atlas de las células en tejidos y órganos que permitirán anticiparse al desarrollo de fermedades

Ahora, por vez primera se publica una serie de artículos científicos en las revistas del Grupo «Naturaleza«y lo revisé»Informes de celda» que representa la primera colección de mapas generados por Programa del Atlas Biomolecular Humano (HuBMAP), un consorcio similar al Proyecto Genoma Humanoque tienen el potencial de avanzar en «nuestra comprensión de las enfermedades, al definir la ubicación espacial de los estados celulares relacionados con las fermedades», describe Roser Vento-Tormo y Roser Vilarrasa-Blasidel Bienvenida Instituto Sanger de Londres (Reino Unido) en un artículo en Noticias y vistas publicado en «Naturaleza».

Estas herramientas se han utilizado para generar atlas de celulas de referencia para el Itestino humano, el riñón y los tejidos conectados a la placenta. Este es solo el primer paso: en el futuro, los investigadores de HuBMAP continuarán recopilando, analizando y visualizando datos de organización celular para otros órganos humanos sanos, como la vejiga, los ojos, los órganos reproductivos femeninos, el corazón, la rodilla , los pulmones, los ganglios linfáticos, el páncreas, el bazo y el timo.

En los seres humanos, la organización y las interacciones entre las células determinan cómo funcionan los órganos y los tejidos. La iniciativa HuBMAP tiene como objetivo mapear cómo organizar las células en todo el cuerpo humano para ayudar a los científicos a los científicos a estudiar cómo funcionan las células y com las laciones entre las células pueden afectar la salud de un individuo. Para lograr esto, el consorcio HuBMAP ha estado desarrollando herramientas que ayudan a armar mapas espaciales de los componentes moleculares de las CELLS, incluyendo ARN, proteínas y metabolitos, dentro de los tejidos y órganos a nivel de las CELLS individuales.

Los atlas de tejidos sansos desempeñan un papel vital en la investigación biomédica al servir de referencia en la forma de comparar con los tejidos enfermos. Estos atlas pueden ayudar a los científicos a comprender que ocurren en etapas tempranas de la progresión de la fermentación. Además, dicho conocimiento puede proporcionar ideas clave para desarrollar tratamientos en etapas tempranas de la enfermedad. El tejido sano rara vez se estudia, lo que hace que el trabajo de HuBMAP sea innovador.

vecindarios celulares

«Se trata del primer conjunto coordinado de artículos que presenta una serie de mapas de células individuales de alta resolución de órganos humanos, incluidas las funciones que levan a cabo», dijo Michael Snyder, investigador principal de uno de los proyectos de HuBMAP. “Así como construir un motor requiere primero ensamblar partes en componentes funcionales y no simplemente juntar piezas individuales, el trabajo ha descubierto como las élulas individuales en el cuerpo viven y trabajan juntas en lo que llamamos ‘vecindarios celulares’. Las ideas proporcionadas por estos descubrimientos representan el primer paso para crear el marco de un atlas tridimensional y funcional significativo de las células en el cuerpo humano”.

El intestino humano es un órgano complejo con muchas estructuras y funciones diferentes (desde la digestión hasta el apoyo al sistema inmunológico). En uno de los trabajos que se publican hoy en “Nature”, los investigadores de la Universidad Stanford (EE.UU.) Analizaron ocho secciones del intestino de nueve individuos, gracias a lo cual hallaron diferencias importantes en la composición celular en las distintas regiones. Los hallazgos revelan la composición celular completa y variada que contribuye al funcionamiento de este órgano.

Así, identificaron nuevos subtipos de células epiteliales y descubrieron que diferentes tipos de células forman “vecindarios”, algunos de los cuales están específicamente preparados para mediar respuestas inmunológicas.

«Esta es la primera vez que Alguien hace un mapa espacial del intestino a nivel de una sola célula», señala Michael Snyder. «Ha sido como explorar un nuevo planeta, en el sentido de que nos sabíamos exactamente qué tipos de células encontraríamos ni cómo se organizarían».

“Nuestros están destinados a ser una referencia para un intestino sano, con el que podemos comparar todo, desde la enfermedad del irritable intestinal hasta el cancer de colon en estapa temprana”, explica Snyder, algo básico para la comprensión de todo tipo de enfermedades digestivas .

El intestino absorbe los nutrientes de los alimentos y protege la piel de las bacterias, mientras mantiene un equilibrio saludable de las bacterias beneficiosas que ayudan a la digestión. Para realizar estas tareas, emplea una diversidad de tipos de células, incluidas células epiteliales que forman el revestimiento intestinal, las células del tejido conectivo, las células nerviosas y las células inmunológicas. Con los nuevos mapas, los científicos podrán identificar dónde se encuentra cada tipo de célula y con qué tipo de células se asocian.

Además de crear un atlas para el tejido sano, los nuevos mapas revelan algunas conexiones clínicas interesantes. Por ejemplo, los investigadores encuentran que los nativos con un índice de masa caporal más alto tienen un número mucho mayor de macrofagos M1un tipo de célula inmune asociada con la inflamación.

Las pérdidas con antecedentes de hipertensión también tenían menos células inmunitarias de otro tipo, llamadas células T CD8, que desempeñan un papel en la búsqueda y destrucción de posibles células cancerosas.

“Este es un resultado inesperado que es importante, ya que explica que el sistema inmunitario elimina un papel en la prevención del cáncer y elimina las células malignas. La investigación ha demostrado que los pacientes con hipertensión tienen más probabilidades de desarrollar cáncer colorrectal.

El riñón al descubrir

¿Qué provocó que ciertas personas que experimentaban una disminución repentina de la función renal desarrollaran enfermedad renal mientras que otras se recuperaban? Un estudio codirigido por bioingenieros del Universidad de California-San Diego (EE.UU.) puede proporcionar información detallada, a nivel de celdas individuales, sobre los factores que contribuyen a resultados divergentes.

Los investigadores han diseñado el atlas unicelular más grande del riñón humano hasta la fecha que encierra los estados de las células sanas y más de 90 pacientes. El atlas afirma servir como base para Comprender mejor la progresión de la enfermedad renal tras una lesión renal agudauna afección en la que los riñones pierden repentinamente su capacidad para filtrar los desechos de la sangre.

Tras examinar las células en 45 riñones humanos sanos y 48 riñones enfermos, los autores han identificado 51 tipos principales de células en diferentes regiones del riñón. Usando tecnologías de imágenes espaciales, los investigadores pueden mapear dónde se organizan los diferentes tipos de células en el riñón.

Para construir un atlas de los diferentes tipos de células que componen un río sanoide, así como los ríos lesionados y encerrados, podemos empezar a determinar qué tipos de células pueden contribuir al progreso de los encerrados. Podemos tener una idea de qué cambios están ocurriendo que hacen que algunos tipos de élulas dañadas se reparen y, en algunos casos, pasen a estado que ya no se puede reparar”, señala Blue Lake.

También descubrió que 28 de estos tipos de celulas se alteran en insuficiencia renal aguda.

Donde normalmente sucede cuando las células renales se lesionan y entran en una etapa de reparación en la que se hacen nuevas copias de las mismas, así como también liberan señales que reclutan células inmunes y fibroblastos para curar el área lesionada. Posteriormente, se ha vuelto a saber el estado celular normal.

Pero con los tipos de células alteradas, no ocurre un retorno al estado normal, explican. En cambio, quedan atascados en el estado de reparación. Como resultado, seguimos reclutando más células inmunitarias y fibroblastos. Esto provoca inflamación y fibrosis, donde ha podido provocar la progresión de la enfermedad y la reducción irreversible de las funciones renales.

«Estos estados de reparación normalmente son importantes para la curación, pero pueden volverse desadaptativos», detalla Lake. “Si persisten o se estimulan constantemente, es probable que el riñón continúe en estado de encierro”.

Los datos permiten comparar las células renales sin las lesionadas por la enfermedad renal, lo que ayudará a los investigadores a comprender los factores que contribuyen a la progresión de la enfermedad renal y la insuficiencia renal o la recuperación de una lesión.

Los investigadores están diseñando la primera versión de su atlas renal. Su objectivo es incluir datos de una población más diversa de pacientes.

Placenta

Al principio del embarazo, sucede algo extraño en el útero: las células fetales de la placenta en desarrollo invaden el endometrio uterino y trabajan con el sistema inmunológico de la madre para remodelar las arterias.

Usualmente, nuestro sistema inmune ataca las células desconocidas, lo que teóricamente representaría un problema para un embarazo en desarrollo. Pero en el lado de la madre de la placenta en crecimiento, las arterias incorporan células que coinciden genéticamente con el embrión, solo uno de varios eventos inusuales en la cooperación única requerida para formar el único órgano humano temporal.

El equipo de Miguel Ángel, de la Universidad Stanford , presentó un mapa de la placenta humana durante la primera mitad del embarazo. Analizaron alrededor de 500.000 células y 588 arterias de 66 muestras de la interfaz materno-fetal humana (donde las células maternas y placentarias cooperan para mantener al feto).

En particular, observe la interfaz entre la placenta y el útero, donde las arterias maternas se remodelan para transportar sangre al útero. Los mapas abarcan diferentes etapas del desarrollo (de 6 a 20 semanas de gestación) e identifican las interacciones entre las células placentarias y las células inmunes; este último descubrimiento arroja luz sobre cómo las células inmunes maternas apoyan la coexistencia de las células maternas y fetales distintas.

Estudiar cómo se forma la placenta es complicado porque las placentas humanas son especialmente invasivas y crecen mucho más profundamente en el útero que en otros mamíferos, escribe en su artículo. El crecimiento excesivo o insuficiente de la placenta en la pared uterina es problemático.

Conocer los detalles del desarrollo «perfecto» podría ayudar a los científicos a comprender que lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo que es lo en las complicaciones del embarazo, como la placenta acreta , una placenta demasiado invasiva, que se enrosca demasiado profundamente en el útero y puede causar una hemorragia al madreperla; preeclampsia, que se caracteriza por una presión arterial peligrosamente al final del embarazo y que los investigadores creen que se origina en una placenta poco invasiva; Hay abortos espontáneos cuando la placenta no logra erupcionar adecuadamente en el útero parido.