Cartografía para orientar la salud cardiovascular
El Atlas de Células del Corazón Humano identifica la ubicación de las unidades dentro del órgano y describe cómo se comunican entre sí. Los datos son de utilidad en prevención y diseño de nuevas terapias.
Toda exploración que se precie de tal requiere un elemento clave: un mapa. Ocurre en las expediciones terrestres y espaciales, así como en los estudios científicos y médicos. Su propósito principal es brindar información sintetizada sobre puntos de localización y orientación. Para los viajeros es la única forma de llegar a destino, mientras que en el campo de la investigación es una fórmula que garantiza buenos resultados y abre perspectivas.
Contar con una herramienta de estas características impulsa el desarrollo de nuevos enfoques preventivos y terapéuticos en el abordaje de distintas enfermedades, entre ellas, las cardiovasculares. Aumentar la comprensión de estos trastornos, de elevado impacto sanitario, social y económico [1], no solo es un objetivo prioritario de la Organización Mundial de la Salud (OMS), también para el equipo de especialistas pertenecientes al Instituto Wellcome Sanger y el Instituto Nacional del Corazón y los Pulmones del Imperial College de Londres, ambos en Inglaterra, quienes elaboraron la carta de células cardíacas humanas más detallada y completa existente hasta ahora.
En el trabajo publicado en Nature [2], los científicos trazan ocho regiones del corazón humano y describen 75 estados celulares diferentes, incluidas las unidades del sistema de conducción cardíaca responsables del latido del órgano, las que no se conocían en profundidad. Los avances se lograron gracias al uso de transcriptómica espacial [3], innovadora técnica de biología celular que permite estudiar fenómenos para los cuales resulta crítica la interacción de las células con su entorno.
De acuerdo con sus autores, gracias a este sistema, que identifica la ubicación de las unidades dentro de un tejido, pudieron comprender, por primera vez, cómo estas se comunican entre sí. “Este mapa actúa como una guía molecular, que muestra el aspecto de las células sanas y proporciona una referencia crucial para entender los factores que intervienen en la aparición de trastornos que afectan el ritmo cardíaco”, comenta Kazumasa Kanemaru, inmunólogo del Instituto Wellcome Sanger y coautor.
La transcriptómica espacial es un procedimiento de creación de perfiles moleculares que permite a los científicos medir toda la actividad génica en una muestra de tejido y mapear dónde se produce. En 2020 fue nombrada como “Método del Año” por la revista Nature Methods dado su impacto en investigación, potencial y positivos resultados en oncología, biología del desarrollo, inmunología y neurología [4].
Microanatomía cardíaca
Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de mortalidad, tanto en hombres como en mujeres, estimándose el fallecimiento de más 18 millones de personas anualmente. Estas patologías constituyen un grupo de trastornos del corazón y vasos sanguíneos que incluyen cardiopatías coronarias, reumáticas y alteraciones cerebrovasculares afectando cada vez a individuos más jóvenes, junto con contribuir de manera importante al aumento de los índices de discapacidad.
En este contexto, el nuevo Atlas de Células del Corazón Humano es una herramienta de gran utilidad. “Cada año se implantan alrededor de 20 mil marcapasos electrónicos en Reino Unido, los que pueden llegar a ser ineficaces, presentar complicaciones y efectos secundarios. Comprender la biología de las células del sistema de conducción y cómo difieren de las celulas musculares abre el camino al desarrollo de tratamientos específicos para las arritmias. Este trabajo revela la microanatomía cardíaca con un nivel de detalle sin precedente”, asegura Sarah Teichmann, jefa de genética celular en el Instituto Wellcome Sanger y coautora.
El estudio es parte de la iniciativa Human Cell Atlas [5], consorcio de colaboración internacional que crea mapas de referencia integrales de todas las células para comprender la salud humana, además de diagnosticar, monitorear y tratar enfermedades.
Células específicas
En el marco de esta investigación se presentó la herramienta computacional Drug2cell, capaz de aportar información sobre los efectos de los medicamentos en la frecuencia cardíaca. Mediante esta tecnología se pueden predecir dianas farmacológicas y efectos secundarios utilizando ChEMBL [6], base de datos químicos, bioactivos y genómicos.
“A veces desconocemos por completo el impacto que tendrá un nuevo tratamiento en el corazón, sus impulsos eléctricos y otros tejidos. Este recurso nos ayudará a mejorar las evaluaciones y proyecciones”, explica Michela Noseda, coautora y profesora titular de patología molecular cardíaca en el Instituto Nacional del Corazón y los Pulmones del Imperial College de Londres.
Gracias a los avances de la cartografía en el área cardiovascular ahora se pueden identificar nuevos fármacos dirigidos a células específicas y anticiparse a complicaciones en fases tempranas del desarrollo de un medicamento.
Referencias
[1] OPS. La carga de las enfermedades cardiovasculares en la Región de las Américas, 2000-2019. Portal de Datos de NMH. Organización Panamericana de la Salud; 2021.
[2] Kanemaru K, Cranley J, Muraro D, Miranda AMA, et al. Spatially resolved multiomics of human cardiac niches. Nature. 2023 Jul 12.
[3] Rao A, Barkley D, França GS, Yanai I. Exploring tissue architecture using spatial transcriptomics. Nature. 2021 Aug;596(7871):211-220.
[4] Marx V. Method of the Year: spatially resolved transcriptomics. Nat Methods. 2021 Jan;18(1):9-14.
[5] Human Cell Atlas. https://www.humancellatlas.org/
[6] CHEMBL. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/source/ChEMBL
Por Óscar Ferrari Gutiérrez
