Aunque apenas lo notemos la mayor parte del tiempo, el latido constante de un corazón humano es una tarea increíblemente compleja. Como una orquesta, miles de células tienen que dominar sus interpretaciones individuales y trabajar juntas.

Ahora, un equipo de científicos creó el primer atlas de células cardíacas humanas, una colección de mapas que muestra casi medio millón de células cardíacas e identifica el papel de cada una en la sinfonía del corazón. En el trabajo publicado hoy en la revista Nature, los investigadores examinaron seis regiones en 14 corazones de donantes sanos, creando una base de datos detallada que proporciona una nueva base de comparación para estudiar las enfermedades cardíacas, la principal causa de muerte en todo el mundo.

Para comprender qué es lo que va mal en varias patologías cardiovasculares, «primero debemos saber qué es normal», afirma Christine Seidman, investigadora del Instituto Médico Howard Hughes, genetista cardiovascular de la Universidad de Harvard y directora del Centro de Genética Cardiovascular del Hospital Brigham and Women’s. 

«Monumental», así definió al trabajo el cardiólogo Douglas Mann, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, que no participó en el estudio. «Creo que es un gran logro y será una gran fuente de referencia para el campo».

La importancia del atlas radica en que las células cardíacas son particularmente difíciles de estudiar. A diferencia de algunas células cancerosas y otros tejidos, las del corazón no puedan cultivarse indefinidamente en el laboratorio para ser analizadas. Por eso, gran parte de la investigación cardíaca se realiza con ratones, cuyos corazones tienen diferencias importantes con los de los humanos.

Por otra parte, los corazones humanos sanos pueden ser difíciles de encontrar (la mayoría se utilizan en trasplantes). El equipo de Seidman se basó en esos casos inusuales en los que los corazones sanos fueron rechazados para trasplantes y podrían congelarse para su uso en investigación. Primero, los investigadores utilizaron un método de secuenciación de alto rendimiento para definir las características individuales de cada célula del corazón. Luego mapearon esas células en seis regiones de 14 corazones humanos, siete de hombres y siete de mujeres. «Por primera vez, tenemos un código postal para cada célula para saber a qué población pertenece», dice Seidman.

El equipo también analizó los niveles de ARN de las células del corazón utilizando marcadores fluorescentes para obtener detalles moleculares de su función. Identificar no solo dónde están las células, sino qué proteínas producen, será de gran ayuda para la investigación, afirma Mann. Por ejemplo, al comparar las células de los corazones enfermos con las de los corazones sanos utilizando el atlas, los investigadores podrían identificar diferencias y apuntar a nuevas terapias para las enfermedades cardíacas.

Aunque los investigadores estudiaron un grupo relativamente pequeño de corazones («14 personas no pueden replicar la población mundial», dice Seidman), el nuevo atlas reveló algunas sorpresas biológicas. El equipo encontró diversidad celular previamente desconocida en varias partes del corazón. También descubrieron diferencias entre los corazones sanos de hombres y mujeres; las mujeres tenían una mayor proporción de células del músculo cardíaco, llamadas cardiomiocitos, que los hombres. Se necesita investigar más sobre ese tema, dice Seidman, ya que esas células podrían contener pistas sobre las diferencias en las enfermedades cardíacas entre los sexos.

Más allá de eso, «lo que vemos es una sorprendente heterogeneidad, en términos de los diversos tipos de células que ahora sabemos que componen el tejido del corazón humano y en términos de las diferencias regionales dentro del corazón», apunta el cardiólogo Hugh Watkins de la Universidad de Oxford. en Inglaterra, que tampoco formó parte del equipo de estudio. «Ciertamente es un órgano mucho más complicado de lo que muchos podrían haber imaginado», afirmó.

El atlas es parte de la iniciativa Human Cell Atlas, un esfuerzo financiado por la Iniciativa Chan Zuckerberg para mapear todos los tipos de células en el cuerpo humano. «Se necesita una gran aldea para hacer esto», señaló Seidman. Para crear el atlas del corazón, su grupo trabajó con un equipo internacional interdisciplinario de expertos, desde cirugía cardíaca hasta biología computacional. 

A futuro, la investigadora y su equipo planean expandir el atlas a una población más diversa (los corazones iniciales eran todos de donantes blancos). Y también están comenzando a comparar las proteínas producidas en las células cardíacas sanas con las afectadas por enfermedades cardíacas.

«A su debido tiempo, lo que realmente queremos saber es cómo encajan los diferentes tipos de células a nivel microscópico y funcional», dice Watkins. «Ese es otro objetivo ambicioso, pero el atlas proporcionado aquí es un comienzo emocionante«.



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