Elaboran nuevos atlas celulares de la placenta, los intestinos y los riñones, claves para entender determinadas enfermedades

Un equipo de investigadores del Programa Atlas Biomolecular Humano (HuBMAP) ha desarrollado los mapas celulares más amplios y completos hasta la fecha de la placenta, el intestino y los riñones humanos con información sin precedentes para entender ciertas enfermedades. Por normal general, los estudios de la biología humana se realizan cuando existe alguna enfermedad o problema en el cuerpo, sin embargo, este proyecto pretende delinear cómo se ve nuestro cuerpo cuando está sano. 

Una de las investigaciones, llevada a cabo por dos equipos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, ha dado como resultado los mapas moleculares de tejidos placentarios e intestinales; mientras que otro equipo formado por investigadores de las universidades de California, Indiana, Michigan y Washington, han creado el mapa de los riñones. 

“En investigación tenemos la costumbre de estudiar cosas que son anormales sin entender realmente cómo es lo normal. Eso ha creado una gran brecha en nuestro conocimiento”, indica Michael Angelo, profesor asistente de patología en la Universidad de Stanford y copresidente del comité directivo de HuBMAP. En este caso, cada uno de estos atlas está compuesto por cientos de miles de datos sobre la actividad genética y la producción de proteínas en células individuales, que luego se asignan a una ubicación específica dentro de cada órgano. 

Mapa del intestino

Los investigadores tienen la esperanza de que estos mapas proporcionen pistas sobre cómo diagnosticar y tratar los trastornos que puedan surgir cuando las células que los componen se lesionan o son disfuncionales. En el caso del intestino, los investigadores observaron que estas células se congregan en “vecindarios”, que se componen de diferentes cantidades de tipos de células con funciones específicas, pudiendo analizar cada una de las que componen cada grupo. Según Michael Snyder, genetista de la Universidad de Stanford y autor del estudio que analiza este órgano, explica que el hecho de que “estas células se organizan como en vecindarios, afecta a su función”. 

También encontraron que los donantes de tejido con un índice de masa corporal más alto tenían un número mucho mayor de macrófagos M1, un tipo de célula inmunitaria asociada a la inflamación. Por otro lado, los donantes que habían sufrido hipertensión tenían menos células inmunitarias del tipo T CD8, que desempeñan su función en la búsqueda y destrucción de posibles células cancerosas. 

En esta imagen de HuBMAP, los diferentes colores representan diferentes tipos de células dentro del intestino. Crédito: M. Snyder

Atlas celular de la placenta 

El equipo de Michael Angelo se encargó de analizar el tejido materno-fetal y detalló varias claves de la biología durante el embarazo. Por un lado, el equipo mapeó la interacción coordinada entre las células trofoblastos, que sirven de apoyo durante el desarrollo embrionario temprano, y el sistema inmunitario de la madre, que se encarga de que estas células, en un principio desconocidas para el organismo, se acomoden en la zona. 

Además, observaron cómo las arterias que se encuentran en la placenta y transportan sangre y nutrientes de la madre al bebé cambian su composición celular para garantizar que, tanto las células del bebé como las de la madre, se incorporen a la placenta, algo que no se había mostrado hasta ahora. 

Más información sobre los riñones

El último equipo presentó el atlas unicelular del riñón humano con nuevos recursos para analizar y entender las enfermedades renales. Para construir este mapa analizaron más de 400.000 células y núcleos de una amplia gama de muestras de riñón, 45 de personas sanas y 48 enfermos con lesión renal aguda y enfermedad renal crónica. 

Los investigadores identificaron 51 poblaciones distintas de células en diferentes zonas del riñón y analizaron los estados celulares y los grupos de células epiteliales, estomales e inmunes, que se alteraban como consecuencia de una lesión. Estas células lesionadas entran en un estado de reparación en el que hacen copias de sí mismas y liberan señales avisando a las células inmunitarias y fibroblastos para curar el área dañada, hasta volver a su estado normal. 

El problema surge cuando en este estado de reparación algunas células no se adaptan, haciendo que los riñones se mantengan enfermos. En este caso las células alteradas viven en dos áreas principales de filtración del riñón. La primera zona se llama túbulo proximal, que ya era conocida, y la segunda, revelada en este mapa, se denomina rama ascendente gruesa. “Al construir un atlas de los diferentes tipos de células que componen un riñón sano, así como los riñones lesionados y enfermos, podemos comenzar a determinar qué tipos de células pueden estar contribuyendo a la progresión de la enfermedad. Podemos tener una idea de qué cambios están ocurriendo que hacen que algunos tipos de células dañadas se reparen y, en algunos casos, pasen a un estado que ya no se puede reparar”, concluye Blue Lake, coautor de este estudio y científico del proyecto en el Departamento de Bioingeniería de la Universidad de California en San Diego. 

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