El descubrimiento del a?o permite estudiar seres vivos c¨¦lula a c¨¦lula

Un conjunto de nuevas tecnolog¨ªas permite sumergirse en el cuerpo de seres vivos y explorar todos sus ¨®rganos c¨¦lula a c¨¦lula. Es una visi¨®n de la vida que hasta hace unos pocos a?os era imposible. Este conjunto de t¨¦cnicas, conocidas como secuenciaci¨®n de ARN de c¨¦lulas individuales, es el descubrimiento del a?o, seg¨²n public¨® ayer la prestigiosa revista Science.

Estas t¨¦cnicas, cuyo uso se ha universalizado desde 2013, permiten saber qu¨¦ genes est¨¢n activos en una c¨¦lula, conocer su funci¨®n, ponerle una etiqueta para seguirla a lo largo de su vida y ver c¨®mo interact¨²a con otras c¨¦lulas en un plano tridimensional. As¨ª se puede observar c¨®mo un embri¨®n de unas pocas c¨¦lulas da lugar a los diferentes ¨®rganos hasta generar un individuo sano o desvelar los procesos moleculares que originan el c¨¢ncer y otras enfermedades.

Hace unos cinco a?os estas t¨¦cnicas permit¨ªan secuenciar como mucho cientos de c¨¦lulas a la vez; ahora ya se pueden analizar varios cientos de miles. Esto permite caracterizar ¨®rganos completos e incluso organismos enteros. Una de las aplicaciones de esta tecnolog¨ªa es encontrar nuevos tipos de c¨¦lulas en el cuerpo humano. Este a?o se ha descubierto una nueva clase de c¨¦lulas presentes en la zona de contacto entre ¨²tero y placenta que realizan una labor de mediaci¨®n con el sistema inmune de la madre para que este reconozca al feto y no lo ataque durante los primeros meses de gestaci¨®n. Lo mismo ha sucedido en el cerebro o el sistema respiratorio.

¡°Si antes pens¨¢bamos que hab¨ªa unos 3.000 tipos diferentes de c¨¦lulas en el cuerpo humano, ahora creemos que hay 10 veces m¨¢s¡±, explica Holger Heyn, investigador del Centro Nacional de An¨¢lisis Gen¨®mico, en Barcelona, y uno de los coordinadores del proyecto Atlas Celular Humano. Esta iniciativa, que surgi¨® en 2016 y que involucra a m¨¢s de 1.000 equipos cient¨ªficos de 58 pa¨ªses, aportar¨¢ el primer mapa celular de 10 ¨®rganos humanos en 2022. ¡°Estas t¨¦cnicas nos van a dar un Google Maps del cuerpo humano completo en el que podremos hacer zoom en cada ¨®rgano y explorarlo c¨¦lula a c¨¦lula. Primero tendremos una referencia de un cuerpo sano y despu¨¦s se ir¨¢n a?adiendo perfiles espec¨ªficos de enfermedades", explica.

¡°Pens¨¢bamos que hab¨ªa unos 3.000 tipos de c¨¦lulas en el cuerpo humano, ahora creemos que hay 10 veces m¨¢s¡±

El equipo de Heyn se centra en el atlas de linfocitos b del sistema inmune. ¡°Estas c¨¦lulas tienen un papel clave en la leucemia linfoc¨ªtica cr¨®nica y, gracias a esta t¨¦cnica, podemos saber qu¨¦ falla en estas c¨¦lulas. Por ejemplo, analizaremos sangre de pacientes que no responden a los tratamientos y la de otros que no vuelven a tener reca¨ªdas despu¨¦s de recibir los f¨¢rmacos. De esta forma quiz¨¢s seamos capaces de predecir cu¨¢l es el pron¨®stico de un determinado paciente y adaptar los tratamientos, por ejemplo darle uno muy agresivo o no hacerlo¡±, explica.

A partir de la elaboraci¨®n del primer atlas celular humano, el proyecto europeo LifeTime pretende analizar el origen y progresi¨®n del c¨¢ncer y de otras enfermedades a nivel celular. Esta iniciativa tambi¨¦n compite para conseguir una financiaci¨®n de 1.000 millones de euros de la Comisi¨®n Europea. Este tipo de t¨¦cnicas se usan en modelos animales y tejidos humanos, pero no pueden aplicarse por ahora en personas vivas. En cualquier caso, los expertos resaltan que esto no tiene por qu¨¦ ser una limitaci¨®n para posibles usos m¨¦dicos. El equipo de Nikolaus Rajewsky, uno de los coordinadores del proyecto europeo, desarrolla mini¨®rganos humanos creados a partir de c¨¦lulas reprogramadas de pacientes a los que se puede aplicar la secuenciaci¨®n de c¨¦lulas individuales y ver c¨®mo cambian con diferentes f¨¢rmacos. ¡°Esta t¨¦cnica va a ser determinante durante la pr¨®xima d¨¦cada, no solo en ciencia b¨¢sica sino tambi¨¦n en aplicaciones cl¨ªnicas¡±, opina Rajewsky, que es investigador del Centro de Medicina Molecular Max Delbr¨¹ck, en Alemania.

En 1970 un estudiante de doctorado llamado Jaume Bagu?¨¤ descubri¨® una nueva especie de gusano en un estanque de Montjuic (Barcelona). Si se cortaba en diez pedazos, cada uno de ellos se convert¨ªa en un nuevo gusano, algo muy parecido a la inmortalidad. Desde entonces el Schmidtea mediterranea se ha convertido en uno de los seres vivos m¨¢s interesantes para estudiar los genes relacionados con la capacidad de regenerar tejidos. Este a?o, el equipo de Rajewsky public¨® un atlas celular completo de uno de estos gusanos. El trabajo conectaba cada tipo de c¨¦lula adulta con la c¨¦lula madre que lo hab¨ªa generado. ¡°Este tipo de estudios pueden ser ¨²tiles para entender mejor la capacidad regenerativa de los seres humanos y conocer qu¨¦ genes est¨¢n involucrados en cada paso¡±, explica el investigador.

El mismo tipo de tecnolog¨ªa se aplic¨® para analizar miles de c¨¦lulas del sistema respiratorio de ratones y humanos, lo que permiti¨® descubrir un nuevo tipo de c¨¦lulas, los ionocitos pulmonares. ¡°Estas c¨¦lulas suponen el 0,001% del sistema respiratorio, pero vemos que expresan un gen fundamental para la fibrosis qu¨ªstica y sin este tipo de tecnolog¨ªa ni siquiera hubi¨¦ramos sabido que exist¨ªan¡±, explica Avi Regev, investigadora de la Universidad de Harvard y coordinadora del proyecto Atlas Celular Humano.