O ATLAS CELULAR MÁIS COMPLETO OBTIDO A ATA A DATA

O atlas permitirá aos científicos facer e responder preguntas sobre a saúde e as enfermidades humanas que nunca antes puideran abordar / Aviv Regev and Anna Hupalowska on behalf of the Human Cell Atlas

Un detallado mapa de máis dun millón de células individuais en 33 órganos representa o atlas de células entre tecidos máis completo obtido ata a data e abre múltiples implicacións para o desenvolvemento de novos tratamentos, tanto para as enfermidades comúns como para as raras, que van desde o desenvolvemento de vacinas, a mellora da  inmunoterapia antitumoral ou a medicina rexenerativa.

Coa publicación de catros estudos na revista Science, o consorcio internacional Human Cell Atlas deu así un paso máis no seu obxectivo de mapear cada tipo de célula no corpo humano para transformar o coñecemento sobre a bioloxía da saúde e enfermidade.

Sarah Teichmann,  copresidenta do Comité Organizador do Atlas de Células Humanas, Xefa de Xenética Celular no Instituto Wellcome Sanger (Reino Unido) e autora principal duns dos traballos, explica que "a comprensión detallada das células axudará a explicar moitos aspectos da saúde e a enfermidade humana. Ao comparar células inmunitarias particulares en múltiples tecidos dos mesmos doantes, identificamos diferentes tipos de células T de memoria en diferentes áreas do corpo, o que podería ter grandes implicacións no manexo de infeccións. Os nosos datos poderían servir como marco para deseñar vacinas ou para mellorar o deseño de terapias inmunolóxicas para atacar o cancro".

Ata o de agora, a comprensión do sistema inmunitario humano limitouse ao papel das células que circulan no sangue; con todo, as células inmunitarias dentro dos tecidos desempeñan un papel crave no mantemento da saúde e a loita contra as infeccións, explica a investigadora española Cecilia Domínguez Conde, primeira autora dunha das dúas investigacións desenvolvidas no Instituto Wellcome Sanger.

Neste traballo secuenciáronse o  ARN de 330.000 células inmunitarias individuais de adulto para comprender a función das células inmunitarias en diferentes tecidos. O grupo de Domínguez Conde examinou células inmunitarias innatas e adaptativas de 16 tecidos de 12 doantes adultos, o que deu como resultado perfís de expresión xénica para máis de 300.000 células.

Despois de crear un catálogo seleccionado de células inmunitarias dentro do corpo humano, "desenvolvemos unha ferramenta de aprendizaxe automática, CellTypist, para automatizar a identificación de tipos de células. Usando esta ferramenta, identificamos ao redor de cen tipos distintos de células inmunes, incluídos macrófagos específicos, células T e células B e a súa distribución en diferentes tecidos". Grazas a este enfoque localizaron case 101 tipos ou estados de células inmunitarias de máis dun millón de células, incluídos estados celulares previamente subestimados.

Os achados, que van máis aló dos estudos centrados nun ou uns poucos órganos do sistema  inmunitario en desenvolvemento, revelan que o desenvolvemento de células sanguíneas e inmunitarias prodúcese en moitos tecidos periféricos, non só nos órganos hematopoéticos primarios.

Un segundo estudo desta mesma institución presenta o atlas completo do sistema inmunitario humano en desenvolvemento en todos os órganos, revelando tecidos involucrados na formación de células sanguíneas e inmunitarias e mellorando así a nosa comprensión dos trastornos inmunológicos.

Neste traballo os investigadores crearon un atlas do sistema inmunitario humano en desenvolvemento en nove órganos. Utilizaron innovadoras técnicas identificaron un novo tipo de célula B e células T distintivas que aparecen nas primeiras etapas da vida. O equipo utilizou datos do outro estudo Human Cell Atlas para demostrar que estas células inmunitarias particulares non se atopan en adultos.

"Este atlas mellora a nosa comprensión dos trastornos inmunitarios e sanguíneos. Permite  mapear o sistema inmunitario desde o desenvolvemento ata a idade adulta, revelando os tipos de células que se perden a medida que envellecemos", destaca sinala Muzlifah Hannifa, autor principal do primeiro estudo do Instituto Wellcome Sanger e a Universidade de Newcastle.

Unha das promesas dos atlas de células individuais é axudar a  mapear os tipos de células específicas nas que os xenes de enfermidades, desde as que causan enfermidades raras como a distrofia muscular, ou contribúen ao risco de enfermidades comúns como a enfermidade cardíaca, actúan en todo o corpo humano. Para iso hai que detallar todos os tipos de células, incluídas as células do músculo  esquelético, as células graxas e as neuronas que son difíciles de capturar. E tamén é necesario obter células dun maior número de individuos.

Noutro dos novos artigos, investigadores do Instituto Broad (EE.UU.) explican como optimizaron a  secuenciación de ARN dun só núcleo para superar o desafío de usar células conxeladas e logo crearon un atlas de tecidos cruzados para analizar 200.000 células de múltiples tecidos conxelados almacenados centrándose en xenes de enfermidades raras e comúns.

Utilizando novos algoritmos de aprendizaxe automática, o equipo asociou sistematicamente as células do atlas con 6.000 enfermidades monoxénicas (1 único xene) e 2.000 enfermidades e trazos xenéticos complexos para identificar os tipos de células e os programas de xenes que poderían estar involucrados nestas enfermidades.

"O noso traballo demostra unha poderosa vía de analizar a gran escala células de mostras de tecido conxelado en todo o corpo e abre o camiño a estudos de tecidos de cohortes enteiras de pacientes a nivel dunha soa célula", subliña Aviv Regev, copresidenta do Atlas de Células Humanas e investigadora do Instituto Broad e o MIT.

Na súa opinión, esta información deseñou "unha nova folla de roteiro para múltiples enfermidades, ao relacionar directamente as células coa bioloxía da enfermidade humana e os xenes de risco de enfermidade en todos os tecidos".

O cuarto dos estudo, denominado Tabula Sapiens, presenta un atlas celular un atlas dixital masivo que  mapea a expresión xénica en case 500.000 células de 24 tecidos e órganos humanos, incluídos os pulmóns, a pel, o corazón e o sangue.

O atlas de células Tabula Sapiens é o máis grande en incluír múltiples tecidos dos mesmos doantes humanos, e o primeiro en incluír imaxes histolóxicas dos tecidos e incorporar detalles das comunidades microbianas que viven xunto ás células humanas que compoñen os diversos compartimentos da intestino.

"A calidade e a amplitude destes datos non teñen paralelo", sinala o autor principal Stephen Quake, da Universidade de Stanford. "Este atlas permitirá aos científicos facer e responder preguntas sobre a saúde e as enfermidades humanas que nunca antes puideran abordar".

FONTE: R. Ibarra/abc.es/ciencia