Dos nuevos trabajos del consorcio Atlas Celular Humano dan nueva
información sobre los tipos y características de las células inmunitarias
que pueden encontrarse en nuestros órganos, desde las etapas de desarrollo
hasta la edad adulta. Estas contribuciones ayudarán a comprender y
diagnosticar enfermedades
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| Foto: Rayne Zaayman-Gallant / EMBL, CC-BY-NC-ND 4.0 |
por Eva Rodriguez
Varios grupos de investigación internacionales han analizado las
poblaciones de células inmunitarias, hasta ahora poco exploradas —si se
comparan con las que circulan en la sangre—, en múltiples tejidos del
cuerpo humano con el fin de proporcionar nuevos conocimientos sobre el
funcionamiento de nuestro sistema inmunitario.
Los dos estudios publicados en Science y liderados por el
Instituto Wellcome Sanger
y la
Universidad de Cambridge, ambos en Reino Unido, han logrado crear
un atlas de libre acceso de las células inmunitarias.
El primero de estos trabajos se centra en el desarrollo temprano del
sistema inmunitario y la localización de las células inmunitarias en
varios tejidos. El segundo ha examinado las células inmunitarias en
múltiples tejidos de individuos adultos, proporcionando un marco para la
predicción de la identidad del tipo de célula y la comprensión de la
memoria inmunológica.
Ambos forman parte del consorcio internacional
Atlas Celular Humano
(HCA, por sus siglas en inglés), cuyo objetivo es cartografiar todos los
tipos de células del cuerpo humano para comprender la salud humana y
diagnosticar, controlar y tratar las enfermedades. El HCA tiene una
concepción abierta y está dirigida por científicos; en él colaboraran
diferentes institutos y cuentan con financiación de todo el mundo, con más
de 2.300 miembros de 83 países.
El consorcio internacional Atlas Celular Humano tiene objetivo cartografiar todos los tipos de células para comprender la salud humana y diagnosticar, controlar y tratar las enfermedades
Estos estudios exploran las similitudes y diferencias de las células
inmunitarias en los distintos tejidos. Conocer las reacciones de las
células inmunitarias en estos tejidos, en las distintas etapas de la
vida, podría contribuir a mejorar las terapias destinadas a producir o
potenciar una respuesta inmunitaria para combatir enfermedades,
como las vacunas o los tratamientos contra el
cáncer.
Además, la revista Science se hace eco de otras dos investigaciones que
han creado atlas celulares transversales de tejidos completos y de libre
acceso, que también contribuirán a la creación de un único Atlas Celular
Humano.
LA COMPLEJIDAD DEL SISTEMA INMUNITARIO
El sistema inmunitario humano está formado por muchos tipos diferentes de
células que se encuentran en todo el cuerpo y que desempeñan funciones
cruciales. No solo combaten los agentes patógenos cuando aparecen,
sino que los recuerdan para poder eliminarlos en el futuro.
El Instituto Wellcome Sanger y sus colaboradores han creado un atlas
del sistema inmunitario humano en desarrollo en nueve órganos. Para
ello, han utilizado la transcriptómica espacial con objeto de
conocer la diversidad celular de los tejidos, y la
secuenciación de ARN unicelular para trazar la ubicación exacta
de células específicas dentro de los tejidos en desarrollo.
"En esta investigación sobre el sistema inmunitario en desarrollo,
examinamos tres secciones diferentes de tejido de tres zonas. Tomamos
muestras de todos los órganos hematopoyéticos prenatales, responsables
de la producción de células sanguíneas, que son el
saco vitelino, el hígado y la médula ósea. De los órganos
linfoides analizamos tejidos del
timo, el bazo y los ganglios linfáticos", dice a SINC
Chenqu Suo, del Instituto Wellcome Sanger y coautora principal del estudio.
Tanto los órganos hematopoyéticos como los linfoides son muy
importantes en el desarrollo de las células inmunitarias. Para obtener
una visión más amplia de lo que ocurre después de que las células
inmunitarias migran fuera de estos órganos, investigaron también una
selección de órganos periféricos no linfoides, que son la piel, el riñón
y el intestino. "Este amplio abanico de muestras de tejidos, procedentes
de diversas zonas, nos proporcionó una visión profunda y global de cómo
se desarrolla el sistema inmunitario", expone.
El sistema inmunitario humano está formado por muchos tipos diferentes de células que se encuentran en todo el cuerpo y que desempeñan funciones cruciales
Los científicos han identificado un nuevo tipo de
célula B y T distintivas que aparecen en las primeras etapas de
la vida. El equipo utilizó los datos del otro estudio del Atlas Celular
Humano para demostrar que estas células inmunitarias concretas no se
encuentran en los adultos.
"Identificamos concretamente las células B1 y las células T no
convencionales. Las primeras se habían descrito anteriormente en
ratones, pero esta es la primera vez que se han caracterizado
ampliamente en humanos. Se demostró que pueden secretar espontáneamente
anticuerpos junto con otras funciones. Asimismo, se sabe que las células
T no convencionales tienen una respuesta rápida a los antígenos, en
comparación con las convencionales. Estos dos nuevos tipos se encuentran
más abundantemente en los primeros años de vida, lo que sugiere que el
sistema inmunitario en esta etapa está más orientado a responder
rápidamente a cualquier desafío patógeno", argumenta Chenqu
Suo.
Muzlifah Hannifa, otro de los autores principales de este primer
trabajo en el mismo centro y la Universidad de Newcastle, enfatiza:
"Este completo atlas del desarrollo inmunitario humano revela los
tejidos que intervienen en la formación de las células sanguíneas e
inmunitarias, lo que mejora nuestra comprensión de los trastornos
inmunitarios y sanguíneos. En colaboración con los demás estudios,
permite cartografiar el sistema inmunitario desde el desarrollo hasta la
edad adulta”, señala.
Para los autores, este conocimiento más a fondo de estas células, sus
diferencias con las células adultas y los genes que se activan en las
distintas fases del desarrollo, permitirá a los científicos descubrir lo
que ocurre en un crecimiento sano. Además, podría revelar lo que falla
en determinados trastornos del desarrollo y cánceres que tienen su
origen en los primeros años de vida.
Las muestras utilizadas en esta investigación proceden de The Human
Developmental Biology Resource (HDBR), un banco de tejidos que recoge, almacena y proporciona materiales
prenatales humanos a grupos de investigación del Reino Unido e
internacionales. El HDBR cuenta con la aprobación del Servicio Nacional
de Ética en la Investigación y está autorizado como banco de tejidos por
la Autoridad de Tejidos Humanos del Reino Unido.
UN CATÁLOGO CELULAR DEL CUERPO HUMANO ADULTO
En el segundo estudio, científicos del Wellcome Sanger, la Universidad de
Cambridge y otros centros han analizado simultáneamente las células
inmunitarias de 16 tejidos de 12 donantes de órganos adultos a través del
Cambridge Biorepository for Translational Medicine
y
LiveOnNY. El equipo desarrolló además una base de datos y un algoritmo que
clasifica automáticamente los distintos tipos de células, llamado
CellTypist, para manejar el gran volumen y la variación de las células
inmunitarias. De este modo, han logrado identificar unos 100 tipos de
células distintos.
“CellTypist es una herramienta bioinformática de libre acceso que está
disponible para la comunidad científica con el objetivo de analizar
datos de secuenciación de célula única. Este algoritmo ha sido
desarrollado por Chuan Xu y los datos utilizados para su desarrollo han
sido revisados por un equipo de inmunólogos que yo he liderado”, dice a
SINC la investigadora española Cecilia Domínguez Conde, coautora
del segundo estudio en el Wellcome Sanger.
De esta forma, han revelado la relación entre las células inmunitarias
de un tejido y sus homólogas en otros, hasta encontrar similitudes entre
ciertas familias de células inmunitarias, como los macrófagos,
así como diferencias en otras. Por ejemplo, algunas células T de memoria
muestran características únicas según el tejido en el que se
encuentren.
“Hemos creado un catálogo de células inmunitarias dentro del cuerpo
humano adulto, lo que nos permite identificar automáticamente los tipos
de células en múltiples tejidos. Queremos agradecer a los donantes y a
sus familias que han hecho posible esta investigación”, apunta
Domínguez.
Además de crear un nuevo recurso para que los investigadores clasifiquen los distintos tipos de células, nuestro trabajo tendrá muchas implicaciones, como servir de marco para el desarrollo de terapias para luchar contra las enfermedades relacionadas con el sistema inmunitarioSarah Teichmann, coautora principal de ambos estudios
Para Joanne Jones, también coautora desde la Universidad de
Cambridge: “En esta investigación no solo hemos identificado distintos
tipos de células inmunitarias, sino que también hemos descubierto que
algunos tipos de células inmunitarias siguen patrones específicos de
distribución en los tejidos. Esto puede ayudar a fundamentar la
investigación de las enfermedades y el modo en que los tratamientos
dirigidos a estas células podrían afectar a otros tejidos”.
“Además de crear un nuevo recurso para que los investigadores
clasifiquen los distintos tipos de células, nuestro trabajo tendrá
muchas implicaciones traslacionales, como servir de marco para el
desarrollo de terapias para luchar contra las enfermedades relacionadas
con el sistema inmunitario y gestionar las infecciones”, concluye
Sarah Teichmann, coautora principal de ambos estudios.
Estos atlas de células inmunitarias entre tejidos son de libre acceso
para la comunidad investigadora. "En un futuro podrían ayudar a
localizar nuevas dianas terapéuticas para el desarrollo de
fármacos y terapias celulares, identificando los genes vinculados a una
determinada enfermedad", asegura Chenqu Suo.
Un ejemplo de ello son las inmunodeficiencias congénitas, que son un
grupo de enfermedades genéticas por las que los niños nacen sin
la capacidad de luchar contra las infecciones. "Aunque se han
relacionado algunos genes con las inmunodeficiencias congénitas, aún se
desconocen los mecanismos y las células exactas implicadas. Nuestro
atlas celular puede contribuir a determinar qué células se ven afectadas
por estos genes y en qué fase del desarrollo lo están, lo que podría
servir de base para nuevas terapias", concluye.
Referencias:
Chenqu Suo, Emma Dann, Issac Goh, et al. “Mapping the developing human
immune system across organs”. Science.
Domínguez Conde. C, Xu. C, Jarvis. LB, Rainbow. DB, Wells. SB, et al.
“Cross-tissue immune cell analysis reveals tissue-specific features in
humans”. Science.
Artículo publicado originalmente en
SINC
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