Crean un Google Maps de las células humanas: así revolucionará la salud

En el cuerpo humano existen alrededor de 37 billones de células, un número que puede variar en función de factores individuales como la edad o el estado de salud. Nuestras células están organizadas en diferentes tipos: sanguíneas, musculares, óseas, nerviosas…, y conocer sus funciones e interacciones es clave para diagnosticar y tratar enfermedades. Ahora, un consorcio internacional denominado Human Cell Atlas (HCA) ha dado un importante paso al conseguir importantes avances en la tarea de mapear las células del cuerpo humano.

En el consorcio participan más de 3.600 científicos de 102 países y su objetivo es comprender mejor cómo funcionan estas unidades clave de la vida en condiciones de salud y enfermedad, y acaban de publicar más de 40 artículos científicos revisados por expertos en la revista Nature y otras publicaciones asociadas, en los que describen sus revolucionarios descubrimientos más recientes.

Clave para identificar y comprender cambios que conducen a la enfermedad

Este grupo de investigaciones abarca una amplia variedad de ámbitos: desde cómo se forman la placenta y el esqueleto, hasta nuevos hallazgos sobre el cerebro en desarrollo, las respuestas del aparato respiratorio frente al COVID-19 y las células del intestino vinculadas a la inflamación. También exploran cómo las variantes genéticas pueden influir en la aparición de enfermedades. En conjunto, estos estudios proporcionan herramientas cruciales y ejemplos prácticos para construir atlas celulares de gran escala.

El HCA emplea tecnologías avanzadas, como la genómica espacial y de una sola célula, para diseñar mapas detallados de todas las células del organismo, lo que permitirá detectar con precisión los cambios que conducen al desarrollo de una enfermedad y facilitar diagnósticos más precisos, tratamientos innovadores y enfoques regenerativos en la medicina. Hasta ahora han perfilado más de 100 millones de células de unas 10.000 personas, avanzando hacia un borrador inicial del atlas.

La profesora Sarah Teichmann, cofundadora de HCA, ha comparado esta ingente labor con crear un “Google Maps” del cuerpo humano. “El Human Cell Atlas es una iniciativa global que ya está transformando nuestra comprensión de la salud humana. Al crear un mapa de referencia integral del cuerpo humano sano (una especie de ‘Google Maps’ para la biología celular), establece un punto de referencia para detectar y comprender los cambios que subyacen a la salud y la enfermedad. Este nuevo nivel de conocimiento sobre genes, mecanismos y tipos de células específicos dentro de los tejidos está sentando las bases para diagnósticos más precisos, descubrimiento de fármacos innovadores y enfoques avanzados de medicina regenerativa”, ha explicado en una nota publicada por el HCA.

IA y tecnología al servicio de los avances científicos

Esta iniciativa destaca, además, por el uso de inteligencia artificial (IA) y de nuevos algoritmos que permiten clasificar tipos de células y comparar datos de manera eficiente, de forma similar a como funciona la búsqueda inversa de imágenes en Internet. Esto contribuye a una comprensión más profunda de cómo funcionan y se organizan nuestras células.

Además, el HCA se ha comprometido a incluir la diversidad genética, cultural y geográfica de la humanidad en sus investigaciones. Un ejemplo de esto es el Atlas de Diversidad Inmune Asiática, que analiza las particularidades genéticas de poblaciones subrepresentadas para garantizar que los avances científicos proporcionen beneficios a todas las comunidades.

Sumario: “Este nuevo nivel de conocimiento sobre genes, mecanismos y tipos de células específicos dentro de los tejidos está sentando las bases para diagnósticos más precisos, descubrimiento de fármacos innovadores y enfoques avanzados de medicina regenerativa”

Entre los sorprendentes hallazgos del HCA destaca, por ejemplo, un estudio sobre el intestino que identificó un tipo de célula involucrada en la inflamación, lo que podría mejorar el tratamiento de enfermedades como la colitis ulcerosa. Otro estudio se centró en el desarrollo del esqueleto humano, proporcionando información clave sobre el origen de enfermedades como la artritis.

Los investigadores también han creado mapas detallados del desarrollo humano, como uno que analiza cómo se forma la placenta durante el primer trimestre del embarazo. Estos mapas no solo aportan una valiosa información para entender mejor la biología humana, sino que también sirven como base para futuras terapias.

En opinión del doctor Jeremy Farrar, científico jefe de la Organización Mundial de la Salud: “Esta colección histórica de artículos de la comunidad internacional Human Cell Atlas subraya el tremendo progreso hacia el mapeo de cada tipo de célula humana y cómo cambian a medida que crecemos y envejecemos. Los conocimientos que surgen de estos descubrimientos ya están remodelando nuestra comprensión de la salud y la enfermedad, allanando el camino para beneficios transformadores para la salud que impactarán vidas en todo el mundo”.

El impacto del atlas celular en patologías digestivas

Los descubrimientos descritos en Nature abarcan un gran número de ámbitos, y entre ellos las enfermedades que afectan al aparato digestivo. Iago Rodríguez-Lago, médico gastroenterólogo en la Unidad de enfermedad inflamatoria intestinal del Servicio de Aparato Digestivo del Hospital Universitario de Galdakao-Usansolo, ha explicado algunos de los beneficios asociados a este avance en declaraciones a SMC España.

“Este atlas ha combinado información de personas sanas y con ciertas patologías como la enfermedad inflamatoria intestinal (colitis ulcerosa y enfermedad de Crohn) o la enfermedad celíaca, lo que ha permitido identificar cambios celulares específicos en ellas, destacando el papel de la metaplasia epitelial asociada a la inflamación intestinal.

“En España la enfermedad celíaca afecta a una de cada 71 personas en la población infantil y de cada 357 en adultos, mientras que la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) está presente en el 0,7 % de la población española. Además de esto, especialmente para esta última, la incidencia está aumentando progresivamente y es esperable que llegue a afectar a más de 450.000 personas”.

“A pesar de ser cada vez más frecuentes, la gran heterogeneidad en sus manifestaciones en cada persona las hace extremadamente complejas tanto para su diagnóstico como de cara a individualizar cualquier tratamiento. Por tanto, la aplicación de técnicas de gran resolución a nivel celular, y dentro de esfuerzos internacionales como los de estos estudios, son la base para poder seguir avanzando en su conocimiento en los próximos años”.

“La resolución a nivel celular y espacial de estos análisis crean un marco único que permite avanzar de forma significativa en el conocimiento de los mecanismos detrás de estas patologías, así como en la búsqueda de marcadores asociados a las [diferentes] manifestaciones e historia[s] natural[es] que observamos entre los pacientes, abriendo una gran oportunidad para la búsqueda de nuevas dianas de tratamiento y de aplicar medidas lo más individualizadas posible en cada persona. Estos descubrimientos subrayan la importancia de abordar la inflamación a nivel celular y establecen una base para aplicar estas perspectivas a otros tejidos y enfermedades inflamatorias, marcando un hito en la búsqueda de tratamientos innovadores”, concluye el experto.