El descubrimiento del año permite estudiar seres vivos célula a célula

Un conjunto de nuevas tecnologías permite sumergirse en el cuerpo de seres vivos y explorar todos sus órganos célula a célula. Es una visión de la vida que hasta hace unos pocos años era imposible. Este conjunto de técnicas, conocidas como secuenciación de ARN de células individuales, es el descubrimiento del año, según publicó ayer la prestigiosa revista Science.

Estas técnicas, cuyo uso se ha universalizado desde 2013, permiten saber qué genes están activos en una célula, conocer su función, ponerle una etiqueta para seguirla a lo largo de su vida y ver cómo interactúa con otras células en un plano tridimensional. Así se puede observar cómo un embrión de unas pocas células da lugar a los diferentes órganos hasta generar un individuo sano o desvelar los procesos moleculares que originan el cáncer y otras enfermedades.

Hace unos cinco años estas técnicas permitían secuenciar como mucho cientos de células a la vez; ahora ya se pueden analizar varios cientos de miles. Esto permite caracterizar órganos completos e incluso organismos enteros. Una de las aplicaciones de esta tecnología es encontrar nuevos tipos de células en el cuerpo humano. Este año se ha descubierto una nueva clase de células presentes en la zona de contacto entre útero y placenta que realizan una labor de mediación con el sistema inmune de la madre para que este reconozca al feto y no lo ataque durante los primeros meses de gestación. Lo mismo ha sucedido en el cerebro o el sistema respiratorio.

“Si antes pensábamos que había unos 3.000 tipos diferentes de células en el cuerpo humano, ahora creemos que hay 10 veces más”, explica Holger Heyn, investigador del Centro Nacional de Análisis Genómico, en Barcelona, y uno de los coordinadores del proyecto Atlas Celular Humano. Esta iniciativa, que surgió en 2016 y que involucra a más de 1.000 equipos científicos de 58 países, aportará el primer mapa celular de 10 órganos humanos en 2022. “Estas técnicas nos van a dar un Google Maps del cuerpo humano completo en el que podremos hacer zoom en cada órgano y explorarlo célula a célula. Primero tendremos una referencia de un cuerpo sano y después se irán añadiendo perfiles específicos de enfermedades", explica.

“Pensábamos que había unos 3.000 tipos de células en el cuerpo humano, ahora creemos que hay 10 veces más”

El equipo de Heyn se centra en el atlas de linfocitos b del sistema inmune. “Estas células tienen un papel clave en la leucemia linfocítica crónica y, gracias a esta técnica, podemos saber qué falla en estas células. Por ejemplo, analizaremos sangre de pacientes que no responden a los tratamientos y la de otros que no vuelven a tener recaídas después de recibir los fármacos. De esta forma quizás seamos capaces de predecir cuál es el pronóstico de un determinado paciente y adaptar los tratamientos, por ejemplo darle uno muy agresivo o no hacerlo”, explica.

A partir de la elaboración del primer atlas celular humano, el proyecto europeo LifeTime pretende analizar el origen y progresión del cáncer y de otras enfermedades a nivel celular. Esta iniciativa también compite para conseguir una financiación de 1.000 millones de euros de la Comisión Europea. Este tipo de técnicas 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 qué ser una limitación para posibles usos médicos. El equipo de Nikolaus Rajewsky, uno de los coordinadores del proyecto europeo, desarrolla miniórganos humanos creados a partir de células reprogramadas de pacientes a los que se puede aplicar la secuenciación de células individuales y ver cómo cambian con diferentes fármacos. “Esta técnica va a ser determinante durante la próxima década, no solo en ciencia básica sino también en aplicaciones clínicas”, opina Rajewsky, que es investigador del Centro de Medicina Molecular Max Delbrück, en Alemania.

En 1970 un estudiante de doctorado llamado Jaume Baguñà descubrió una nueva especie de gusano en un estanque de Montjuic (Barcelona). Si se cortaba en diez pedazos, cada uno de ellos se convertía en un nuevo gusano, algo muy parecido a la inmortalidad. Desde entonces el Schmidtea mediterranea se ha convertido en uno de los seres vivos más interesantes para estudiar los genes relacionados con la capacidad de regenerar tejidos. Este año, el equipo de Rajewsky publicó un atlas celular completo de uno de estos gusanos. El trabajo conectaba cada tipo de célula adulta con la célula madre que lo había generado. “Este tipo de estudios pueden ser útiles para entender mejor la capacidad regenerativa de los seres humanos y conocer qué genes están involucrados en cada paso”, explica el investigador.

El mismo tipo de tecnología se aplicó para analizar miles de células del sistema respiratorio de ratones y humanos, lo que permitió descubrir un nuevo tipo de células, los ionocitos pulmonares. “Estas células suponen el 0,001% del sistema respiratorio, pero vemos que expresan un gen fundamental para la fibrosis quística y sin este tipo de tecnología ni siquiera hubiéramos sabido que existían”, explica Avi Regev, investigadora de la Universidad de Harvard y coordinadora del proyecto Atlas Celular Humano.