ATLAS CÉLULAS HUMANAS
El 'Google Maps' de la biología desvela células humanas y funciones desconocidas
Más de 3.000 científicos dan el primer paso para la creación de un atlas de células humanas que permitirá avanzar en la comprensión de enfermedades y mejorar tratamientos
Revelan el atlas de las células en tejidos y órganos que permitirá anticiparse al desarrollo de enfermedades
![Células del timo, un órgano esencial para la inmunidad](https://s1.abcstatics.com/abc/www/multimedia/salud/2024/11/20/Human_Thymus_Rainbow1.AndreaRadtke_NIH.jpeg)
El primer borrador del Atlas de Células Humanas se espera para 2026, y abarcará 18 sistemas y órganos, incluidos el cerebro y los ojos. El consorcio Human Cell Atlas (HCA), que reúne a más de 3.600 científicos de 102 países, publica en colaboración ... con el grupo 'Nature', ahora los datos de más de 40 estudios, muchos de ellos impulsados por inteligencia artificial y aprendizaje automático, que marcan un hito en la biología celular y prometen transformar la medicina personalizada y el tratamiento de enfermedades.
La última colección presenta hallazgos recientes del consorcio en tres áreas clave. En primer lugar, se han generado nuevos datos a partir de tejidos del desarrollo humano; así, se proporcionan nuevos datos sobre los huesos del cráneo y las articulaciones de la cadera, la rodilla y el hombro.
En segundo lugar, el consorcio ha desarrollado herramientas analíticas, incluido un método basado en aprendizaje automático que busca células similares en función de sus perfiles de expresión. Asimismo, la colección presenta análisis integrados de datos que están disponibles para órganos o sistemas biológicos específicos. Por ejemplo, se presenta el atlas del tracto gastrointestinal, que abarca desde los tejidos de la boca hasta el esófago, el estómago, los intestinos y el colon, y también incluye datos de personas con enfermedades inflamatorias como la enfermedad de Crohn.
Además, un atlas integrado de células organoides cerebrales proporciona información sobre cómo los organoides capturan aspectos del cerebro en desarrollo.
El HCA, iniciado en 2016, tiene como objetivo mapear la identidad, ubicación y función de cada uno de los 37 miles de millones de células que componen el cuerpo humano, generando un recurso que podría revolucionar tanto la investigación básica como la medicina clínica. Descrito como un «Google Maps de la biología celular», el proyecto ha logrado perfilar más de 100 millones de células de 10.000 personas hasta la fecha, utilizando tecnologías avanzadas de genómica y mapeo espacial.
Lo publicado ahora es una colección de investigaciones que reflejan los logros alcanzados en sus primeros siete años. «Esta colección solo muestra una fracción de lo logrado en el HCA. Ilustra avances experimentales y computacionales que sientan las bases para el primer borrador del Atlas de Células Humanas, un esfuerzo colaborativo que representa un gran progreso en nuestra comprensión del cuerpo humano», destaca Sarah Teichmann, copresidenta del consorcio.
Los estudios, que reúnen a científicos de 16 países, abordan temas clave como el desarrollo humano, la integración de datos y la ética, con un enfoque en la diversidad celular y la representación global.
Teichmann destaca la relevancia de estos avances para apoyar el diagnóstico de enfermedades y el desarrollo de terapias personalizadas: «El Human Cell Atlas es un recurso de un valor incalculable para los profesionales de la salud, la industria farmacéutica y los investigadores, ya que ofrece un conocimiento profundo de cómo se altera el cuerpo en condiciones de enfermedad».
El hallazgo de los ionocitos
Así, el Atlas ha permitido el descubrimiento de células y funciones previamente desconocidas.
Entre los hallazgos más destacados se encuentra el de los ionocitos en los pulmones, células responsables de la expresión del gen CFTR, asociado con la fibrosis quística. Aviv Regev, copresidenta del HCA, explica que este descubrimiento cambió lo que se sabía sobre el gen y su función, revelando la existencia de un tipo celular previamente desconocido. «Durante más de 30 años, se pensó que el gen CFTR, vinculado a la fibrosis quística, era utilizado por otra célula pulmonar. Descubrimos que este gen es expresado por los ionocitos, un tipo de célula que ni siquiera sabíamos que existía».
Regev también subraya que el atlas ha mapeado más de 100 millones de células, y la integración de estos datos ha permitido modelos computacionales avanzados que impulsan el uso de inteligencia artificial en biología celular:
Además, los científicos han desarrollado herramientas analíticas avanzadas, como SCimilarity, que utilizan aprendizaje automático para analizar perfiles celulares, lo que permite la integración de datos de diferentes estudios.
Con inteligencia artificial
Alexandra-Chloé Villani, investigadora del HCA, enfatiza la importancia de las herramientas analíticas en un proyecto de esta magnitud: «Hemos recopilado datos de más de 10.000 individuos, lo que requiere herramientas computacionales avanzadas para analizar y procesar esta gran cantidad de información. Este acceso abierto ha impulsado avances en inteligencia artificial para analizar datos a una escala nunca visto».
Además, Villani menciona cómo la ética y la equidad son pilares fundamentales del proyecto: «Es crucial que el atlas incluya datos representativos de todas las poblaciones y etapas del desarrollo humano, asegurando que los beneficios impacten a toda la humanidad».
«Estamos avanzando hacia la creación de un Atlas que tendrá implicaciones profundas en el diagnóstico de enfermedades, el desarrollo de medicamentos y la medicina de precisión. Este proyecto demuestra cómo los esfuerzos interdisciplinarios pueden ampliar nuestro conocimiento», asegura Regev.
Virus que entran por los ojos
Los beneficios prácticos del Atlas ya son palpables.
Durante la pandemia de covid-19, los datos del HCA ayudaron a identificar factores de entrada del virus en tejidos inesperados, como los ojos y las glándulas salivales, lo que respaldó políticas de salud pública. «Estos hallazgos respaldaron medidas de salud pública, como el uso de mascarillas, al demostrar cómo el virus ingresaba al cuerpo», asegura Teichmann.
El atlas también ha sido clave para estudiar enfermedades raras y el desarrollo de organoides, que replican órganos humanos en laboratorio. Estos avances permiten pruebas de tratamientos y aplicaciones en medicina regenerativa.
Iluminar el desarrollo humano
Muzlifah Haniffa, otra miembro del consorcio, subraya la relevancia del atlas para comprender el desarrollo humano: «Estos hallazgos son esenciales para entender trastornos del desarrollo, enfermedades infantiles y cómo algunos programas de desarrollo se reutilizan en enfermedades como el cáncer».
El HCA también ha realizado avances significativos en la comprensión del timo, un órgano esencial para la inmunidad. Los investigadores han descubierto que su estructura funcional se establece mucho antes de lo que se pensaba, lo que podría tener implicaciones para terapias regenerativas, especialmente en personas con sistemas inmunitarios comprometidos.
A pesar de los grandes logros, el proyecto enfrenta desafíos, como asegurar la representación de todas las poblaciones y la naturaleza dinámica de las células. El primer borrador del Atlas de Células Humanas se espera para 2026, abarcando 18 sistemas y órganos, incluidos el cerebro y los ojos. «Aunque aún estamos lejos de completar el borrador final, este es un paso crucial para mapear la diversidad celular. En los próximos dos años, publicaremos Atlas iniciales para órganos clave», explica Regev.
![Vista en 3D de imágenes renderizadas que muestran un cráneo en desarrollo, donde el cartílago es azul y el hueso se muestra en violeta](https://s2.abcstatics.com/abc/www/multimedia/salud/2024/11/20/CraniumImage_Credit_A.ChdotalR.Blain,InstitutdelaVision,ParisMeLiS_UCBL_HCL,Lyon.jpg)
Teichmann resume, así, el impacto potencial del proyecto: «Mapear nuestras células es esencial para comprender cómo surgen las enfermedades y desarrollar terapias más efectivas. Este mapa será un recurso transformador para la biología y la medicina».
El HCA, apoyado por instituciones como el Wellcome Sanger Institute y la Iniciativa Chan Zuckerberg, ha logrado este avance gracias a la colaboración de científicos de todo el mundo. «La colaboración internacional es clave para alcanzar la visión del HCA», reconoce Regev.
Con su enfoque innovador y su compromiso con la ciencia abierta, el Human Cell Atlas promete iluminar nuevos caminos en la investigación biomédica, transformando nuestra comprensión del cuerpo humano y ofreciendo soluciones más precisas para la salud y el tratamiento de enfermedades.
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