El cuerpo humano está compuesto por unos 37 billones (sí con 'b') de células, y cada una tiene su propia función especializada. El año 2016 nació el proyecto de crear el Atlas Celular Humano (HCA por sus siglas en inglés), creado por un ambicioso consorcio global con el objetivo catalogar y caracterizar cada una de las células que componen el cuerpo humano, identificando sus tipos, estados, ubicaciones y funciones. El HCA se ha convertido en una red integrada por más 3.600 miembros, de más de 1.700 institutos de 102 países, incluso más de los que participaron en la creación del genoma humano. Esta comunidad aporta datos a 18 redes biológicas, y ahora ha entrado en una fase de integración de datos que permitirá el primer borrador del atlas. Sin embargo, ¿para qué servirá este atlas cuando esté completado?

Este proyecto afectará casi a todos los aspectos de la biología y de la medicina y, en última instancia, conducirá a una comprensión más rica de las unidades y principios más fundamentales de la vida, para tener también una mejor comprensión de las enfermedades. El atlas permitirá un conocimiento preciso de todas las células que facilitará la detección de patologías, su diagnóstico, monitorización y tratamiento. En definitiva, el HCA revolucionará el ámbito de la biomedicina, desde la investigación básica hasta las aplicaciones clínicas.

Estará listo en el 2026

Estos descubrimientos formarán parte del primer borrador del Atlas Celular Humano, que se publicará en el 2026. El HCA ya ha analizado 62,7 millones de células de más de 9.000 donantes, y se espera que el atlas final incluya miles de millones de células de todos los órganos y tejidos humanos. La selección de donantes del estudio se realiza con criterios de diversidad poblacional y genética. Hasta ahora, la mayor parte pertenecen en los Estados Unidos y el Reino Unido, pero el objetivo es incorporar más donantes de células de todo el mundo y que sean representativos del máximo de poblaciones diferenciadas posible, para evitar sesgos.

Datos disponibles gratuitamente

Los datos y mapas generados por el HCA, en 3D, estarán disponibles gratuitamente para ayudar a transformar la atención médica futura en todo el mundo, a lo que no solo promete transformar la medicina, sino también democratizarla. Desde el 2016, se han ido publicando más de 400 descubrimientos, y el HCA, por ejemplo, ya contribuyó a la comprensión de la Covid-19, identificando las células que permiten la entrada del virus al organismo. En los últimos días se han sumado 40 artículos más, publicados en diferentes revistas del grupo Nature, con un gran impacto en la comunidad científica y que representan un avance significativo en la comprensión del cuerpo humano.

Desarrollo y formación de órganos

Algunos de los descubrimientos más destacados incluyen un nuevo mapa de desarrollo del esqueleto humano, revelando cómo se forma y aportando información sobre los orígenes de la artritis.

Otro estudio es el de la formación de la placenta durante el primer trimestre, incluyendo los programas genéticos que controlan su desarrollo y función. También se ha publicado el mapa integrado de células organoides cerebrales que explica el desarrollo del cerebro humano.

Sistemas y órganos específicos

También se están desarrollando ensayos clínicos para enfermedades inflamatorias intestinales basadas en el atlas celular completo del trato gastrointestinal, desde la boca hasta el colono, incluyendo comparaciones entre tejidos sanos y enfermos en condiciones como la enfermedad de Crohn. También se ha identificado el tipo de célula implicada en enfermedades inflamatorias intestinales como la colitis ulcerosa, y también se han hecho descubrimientos de nuevos estados celulares en el intestino y el sistema vascular. El HCA también ha publicado nuevos datos sobre los huesos del cráneo y las articulaciones de cadera, rodilla y hombro.

Otro de los descubrimientos más mediáticos es el que está relacionado con el Ozempic, un medicamento contra la diabetes que se ha puesto de moda porque también ayuda a la pérdida de peso. Algunos pacientes notaban que su corazón|coro latía más de prisa del normal después de consumirlo. A través del HCA, los científicos han comprendido que el fármaco activa las células marcapasos del corazón|coro al imitar la hormona denominada GLP-1.

¿Cómo se organiza la información?

El HCA se organiza en 18 redes biológicas que alojan los datos. Cada red consolida todos los datos HCA disponibles relacionados con tejidos, órganos individuales o sistema específico del cuerpo humano. Estas redes son el tejido adiposo, pecho, desarrollo humano, ojo, diversidad genética, intestino, corazón|coro, sistema inmunitario, riñón, hígado, pulmón, sistema músculo-esquelético, sistema nervioso, oral y craneofacial, organoide, páncreas, reproducción y piel. Los datos del HCA están disponibles en el portal de datos del HCA, con los atlas iniciales de pulmón y cerebro ya publicados y más para venir.

18 xarxes
Las 18 redes bilógicas del HCA

 

El transcriptoma y la inteligencia artificial

El HCA utiliza las tecnologías más innovadoras, como la transcriptómica de células individuales, la genómica espacial y técnicas computacionales y de inteligencia artificial. El análisis del transcriptoma se refiere a todo el ARN que se genera dentro de una célula, que son las copias negativas de los genes que se activan y que la diferencian del resto de células. Todas las células del cuerpo tienen los mismos cromosomas, el mismo genoma y los mismos nada, pero en cada una solo se expresan los genes necesarios para diferenciarla de las otras. Así, las moléculas de ARN o ácido ribonucleico, tienen la función de poner en marcha el metabolismo específico de cada célula, por ejemplo, encargándose de fabricar las proteínas que necesita para hacerlo. También se están desarrollando nuevos algoritmos de inteligencia artificial por el análisis de datos celulares.

Estas tecnologías permiten revelar los genes activos y otras características de las células individuales para clasificar su función y ubicación exacta en el cuerpo. Utilizando la última genómica celular y espacial combinada con potentes métodos informáticos y de IA, los investigadores del HCA están revelando cuáles de los 20.000 nada de una célula individual están activados. Eso crea una "tarjeta de identificación" única para cada tipo de célula y permite a los científicos descubrir nuevos tipos y funciones de células. Con métodos adicionales de análisis espacial de evolución rápida, los científicos del HCA mapean estas células individuales en ubicaciones precisas de órganos y tejidos y entienden sus funciones y relaciones con sus vecinos.