Los científicos dan un gran paso adelante en el mapeo de los 37 billones de células del cuerpo humano
Los científicos publicaron más de tres docenas de artículos como parte del Human Cell Atlas, un esfuerzo por mapear el cuerpo humano célula por célula.
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El cuerpo humano contiene alrededor de 36 billones a 37 billones de células, y los investigadores están determinando dónde vive cada una de esas células.
Los científicos del Human Cell Atlas (HCA), un consorcio de investigación internacional, han perfilado 100 millones de células de más de 10.000 personas en todo el mundo. Trabajando en más de 100 países, los investigadores pretenden identificar similitudes y diferencias en las células de personas de diferentes orígenes demográficos y genéticos.
Para 2026, el equipo planea presentar un atlas de todo el cuerpo humano que detalle la ubicación, identidad y función de cada célula en las diferentes etapas de la vida. Ese atlas será sólo un primer borrador; Las iteraciones posteriores podrían incluir datos de miles de millones de células humanas, proyectan los científicos.
Ahora, los científicos del HCA acaban de publicar más de 40 artículos que ayudarán en la construcción del innovador primer borrador de su atlas. La investigación, publicada el miércoles (20 de noviembre) en varias revistas de Nature, registra las células de muchos órganos y sistemas de órganos, incluidos los pulmones, el cerebro y la piel, y describe las herramientas computacionales avanzadas necesarias para procesar todo. esos datos.
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Aviv Regev, copresidente fundador de HCA, comparó el avance con los saltos en la cartografía tradicional. Imagínese pasar de tener sólo mapas del mundo del siglo XV a tener Google Maps, completo con topografías detalladas, vistas de calles y patrones de tráfico dinámicos.
"Así que ese es el salto que hemos dado: pasar de mapas que parecen tan toscos a mapas que tienen la resolución de Google Map", dijo Regev en una conferencia de prensa el martes (19 de noviembre). "Pero todavía tenemos trabajo por hacer".
Esto muestra parte de una extremidad en desarrollo, incluida la mano y los dedos en desarrollo. Cada punto es una celda, con diferentes colores que representan tipos amplios de células.
Una instantánea del tejido pulmonar humano.
Esta instantánea del pulmón muestra un tipo de célula descubierta recientemente: el ionocito.
Los científicos compararon la disposición de diferentes tipos de células cerebrales en muestras de un adulto y un niño.
Estos vasos sanguíneos se encuentran en una parte del intestino delgado llamada íleon.
Los organoides de la piel, como estos, se cultivan en el laboratorio para imitar la piel humana.
La nueva investigación incluye un mapa detallado del tracto digestivo, que va desde el esófago hasta el colon. Los investigadores mapearon un tracto digestivo sano basándose en 1,1 millones de células tomadas de muestras de casi 190 personas. También recopilaron datos de personas con diferentes afecciones gastrointestinales, incluidas la colitis ulcerosa y la enfermedad de Crohn. A través de este trabajo, descubrieron un tipo de célula que parece contribuir a la inflamación en estas enfermedades, probablemente al convocar células inmunes.
"La inflamación intestinal puede provocar que las células sufran metaplasia, un cambio de un tipo de célula a otro", escribió Itai Yanai, director científico de los Laboratorios de Bioinformática Aplicada de NYU Langone Health, en un comentario. Con datos de intestinos sanos y enfermos, los investigadores pudieron identificar qué células madre dieron origen a las células "metaplásicas", dijo Yanai. Después de transformarse, las células metaplásicas provocaron más inflamación, sugirió la investigación.
En otros artículos, los investigadores abrieron una ventana al desarrollo humano temprano, revelando cómo se desarrolla la placenta y el esqueleto comienza a formarse en el primer trimestre del embarazo. Este último estudio reveló estados nunca antes vistos en los que entran las células mientras se preparan para formar el cráneo. Los investigadores también investigaron genes que podrían estar implicados en la craneosinostosis, un defecto congénito en el que las zonas blandas del cráneo se fusionan demasiado pronto.
Otros artículos se centraron en los "organoides", versiones en miniatura de órganos humanos crecidos en el laboratorio. Uno de ellos analizó los organoides cerebrales, que imitan los cerebros en desarrollo. Diferentes laboratorios utilizan diversas estrategias para cultivar organoides, pero eso plantea preguntas sobre qué método produce el mejor modelo: ¿qué organoide cerebral imita mejor un cerebro real? Los científicos compararon mapas de cerebros humanos con los de organoides y descubrieron que, al menos hasta el segundo trimestre, los organoides se parecen bastante a los cerebros fetales. Quedan preguntas abiertas sobre el tercer trimestre.
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Otro laboratorio realizó un estudio similar observando organoides de la piel, para ver en qué medida se parecían a la piel real.
El atlas ayuda a los investigadores a encontrar "mejores recetas" para los organoides, dijo en la conferencia de prensa Muzlifah Haniffa, miembro del comité organizador de HCA.
Pero "la información fluye en ambos sentidos", añadió Sarah Teichmann, copresidenta de HCA, porque los organoides también revelan detalles sutiles de lo que sucede dentro del cuerpo. Los científicos pueden "pinchar las células, perturbarlas" de maneras que no serían posibles en sujetos humanos, dijo. Por lo tanto, crear organoides realistas puede ayudar a revelar cómo surgen las enfermedades y qué fármacos podrían tratarlas eficazmente.
En conjunto, las más de tres docenas de artículos de la HCA representan un gran paso adelante. Mientras tanto, los datos publicados anteriormente por el consorcio ya han impulsado nuevos descubrimientos: el trabajo publicado en 2020 ayudó a revelar tejidos inesperados que eran vulnerables al COVID-19, y un mapa del pulmón humano reveló un nuevo tipo de célula (el ionocito) que puede desempeñar un papel clave en la fibrosis quística.
"En conjunto, los atlas tienen el potencial de constituir un recurso que otros podrían inspirarse a explorar y comparar con otros contextos biológicos, como diferentes especies y enfermedades raras", escribió Yanai. "Los investigadores podrían entonces descubrir aspectos del cuerpo humano que aún no se pueden imaginar".
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