Un esfuerzo de investigación internacional ha revelado el mapa de referencia más extenso hasta la fecha de células individuales dentro del cuerpo humano, conocimiento que podría revolucionar el estudio de la salud y la enfermedad.
El enorme Atlas de células humanas contiene mapas detallados de más de un millón de células individuales en 33 órganos y sistemas, anunciaron los investigadores esta semana.
«Se puede considerar como un Google Maps del cuerpo humano», dijo Sarah Teichmann, jefa de genética celular en el Instituto Wellcome Sanger en el Reino Unido y copresidenta del Comité Organizador del Atlas de Células Humanas. «Es realmente la vista de los mapas de calles de las células individuales y dónde se ubican en los tejidos a lo que apuntamos».
La incorporación más reciente al Atlas incluye el mapeo de casi 500 000 células de 24 tejidos y órganos humanos, incluidos los pulmones, la piel, el corazón y la sangre, según un conjunto de artículos publicados el 13 de mayo en la revista. Ciencia.
«Estos cuatro documentos son un hito en la creación de un borrador completo del Atlas de células humanas», dijo Meagan Phelan, portavoz de la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia.
Él Proyecto Atlas de Células Humanas es un consorcio abierto dirigido por científicos con más de 2300 miembros de 83 países de todo el mundo.
El esfuerzo está al lado del Proyecto Genoma Humanoque ha estado trabajando para mapear toda la estructura genética humana, dijo Stephen Quake, presidente de Chan Zuckerberg Biohub Network y profesor de bioingeniería y física aplicada en la Universidad de Stanford.
«La gente a menudo piensa en el genoma como el modelo del organismo, pero eso no es realmente correcto», dijo Quake. «El genoma es más una lista de partes. Cada tipo de célula usa un conjunto diferente de partes. Y lo que hemos podido hacer colectivamente aquí es ayudar a comprender e interpretar cómo las diferentes partes del genoma se utilizan para definir diferentes tipos de células».
Guiando nuevos tratamientos
El Atlas tiene como objetivo ayudar a la investigación médica futura al ayudar a los científicos a comprender las células precisas que se ven afectadas por las enfermedades, así como los medicamentos utilizados para tratarlas, dijeron los investigadores.
Por ejemplo, los investigadores han aprendido que diferentes tipos de células, como las células inmunitarias o células epiteliales— cumplen distintas funciones en diversas partes del cuerpo, con sutiles diferencias específicas de órganos entre los tipos de células.
En una sorpresa, los investigadores encontraron que los «genes de limpieza» que antes se pensaba que manejaban las funciones básicas de la misma manera en cada célula probablemente tengan muchas más funciones en todo el cuerpo de lo que se pensaba anteriormente.
Además, una proteína inmune llamada CD47 parece diferir ampliamente en la forma de una célula a otra, dijeron los investigadores. Dado que el CD47 se ha implicado tanto en el cáncer como en la acumulación de placas peligrosas en las paredes de las arterias, este hallazgo podría guiar el desarrollo de fármacos que sean más efectivos y con menos efectos secundarios.
«Esperamos que al usar mapas como estos, podamos comprender mejor cómo surge la enfermedad en el cuerpo e identificar el lugar preciso donde surge la enfermedad», dijo Aviv Regev, copresidente del Comité Organizador del Atlas de Células Humanas y jefe de investigación. y desarrollo temprano en Genentech. «Eso nos permitiría desarrollar diagnósticos más precisos para pacientes y nuevos tratamientos».
Dos de los nuevos artículos también proporcionan una nueva comprensión del sistema inmunitario humano.
Hasta ahora, el sistema inmunitario se ha observado en gran medida a través del papel de las células inmunitarias que circulan en la sangre. Pero las células inmunitarias dentro de los tejidos y órganos también son fundamentales para mantener la salud, encontraron los investigadores.
Los investigadores analizaron las células inmunitarias en 16 tejidos de 12 donantes de órganos adultos individuales, creando un atlas de células inmunitarias entre tejidos que reveló las relaciones entre las células inmunitarias en un tejido y sus contrapartes en otros.
Sorpresas de células inmunes descubiertas
«Encontramos que algunas familias de células inmunitarias, como macrófagos, tienen firmas comunes en todos los tejidos, mientras que otros, como las células T de memoria, tienen diferentes sabores según el tejido en el que residen», dijo Teichmann. «Es importante conocer el código de qué moléculas dirigen y mantienen las células T en tejidos específicos. para atacar células, por ejemplo, para terapias contra el cáncer. Entonces, en general, los conocimientos tienen implicaciones para las terapias que mejoran o suprimen la respuesta inmune para combatir enfermedades y para diseñar vacunas».
Otro artículo utilizó algoritmos de aprendizaje automático para asociar células específicas identificadas en el Atlas con 6000 enfermedades de un solo gen y 2000 enfermedades y rasgos genéticos complejos, dijo Regev.
El esfuerzo encontró tipos de células no musculares que se han implicado en distrofia musculardijo Regev, así como fibrilación auricular genes que también son utilizados por las células del músculo esquelético, el esófago y la próstata.
«Ahora podemos intentar idear formas de apuntar más específicamente a las células en las que queremos tener un impacto, pero no a otras células que también usan estos genes en el cuerpo», dijo Regev.
El proyecto Human Cell Atlas ha sido posible gracias a las mejoras en el análisis genético que han hecho que sea más fácil y asequible abordar esfuerzos a gran escala, dijeron los investigadores.
«Si retrocede unos 10 años, realmente ha habido una revolución en la capacidad de medir células individuales», dijo Regev.
Quake dijo: «Recuerdo el viejo chiste de vodevil de que se necesitan 20 años para convertirse en un éxito de la noche a la mañana. Ahí es donde estamos con esto. La gente ha tenido esta visión de observar la expresión génica en células individuales durante más de tres décadas, y la tecnología ha ido madurando gradualmente. Llegó al punto en que podríamos aplicarla a un proyecto de esta escala».
Los atlas de células de múltiples tejidos conducen a un salto en la comprensión de la inmunidad y la enfermedad
El Human Cell Atlas tiene más información sobre su trabajo y descubrimientos.
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Citación: ‘Human cell atlas’ mapea 1 millón de tipos de células en 33 órganos (12 de mayo de 2022) recuperado el 12 de mayo de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-05-human-cell-atlas-million.html
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