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El atlas biomolecular de la médula ósea proporciona información única sobre la hematopoyesis
Último revisado: 14.06.2024
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Investigadores del Hospital Infantil de Filadelfia (CHOP) y la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania han creado un nuevo y potente atlas de médula ósea que proporcionará al público el primer pasaporte visual de su tipo a la espectro de hematopoyesis sana y enferma. Los resultados se publicaron en la revista Cell.
“Por primera vez, tendremos un marco integral para ver la expresión genética completa y la organización espacial de las células de la médula ósea”, afirmó el autor principal del estudio, Kai Tang, Ph.D., profesor del departamento. En pediatría e investigador en el Centro de Investigación del Cáncer Infantil de CHOP. "Aunque nuestro artículo es fundamental, imaginamos que el atlas se utilizará para desarrollar nuevas pruebas de diagnóstico, identificar nuevos objetivos para la terapia CAR-T y otros enfoques terapéuticos, y descubrir biomarcadores espaciales de enfermedades".
Aunque la iniciativa fue dirigida por CHOP y Penn, la investigación también forma parte del Programa Atlas BioMolecular Humano (HuBMAP) más amplio. El consorcio HuBMAP está formado por 42 grupos de investigación diferentes de universidades de 14 estados y cuatro países. Los investigadores están colaborando para crear la próxima generación de tecnologías de análisis molecular y herramientas computacionales que crearán mapas de tejidos básicos y un atlas de las funciones y relaciones entre las células del cuerpo humano.
“La investigación de esta magnitud sólo es posible mediante un tremendo esfuerzo de equipo”, dijo Showik Bandyopadhyay, Ph.D., autor principal del estudio y médico científico en formación en el laboratorio de Tan. "A través de la colaboración de múltiples instituciones y consorcios científicos, hemos podido obtener información fundamental sobre los componentes microscópicos del cuerpo humano".
Los científicos han teorizado durante mucho tiempo que, aunque la mayor parte de la médula ósea está compuesta de células sanguíneas, un pequeño porcentaje de células no sanguíneas puede desempeñar un papel importante en las enfermedades de la médula ósea en niños y adultos, como la leucemia, los trastornos mieloproliferativos o la médula ósea. Síndromes de fracaso. Sin embargo, antes de este estudio, dicha investigación había sido difícil debido a problemas técnicos asociados con la rareza y fragilidad de estas células.
Este artículo es el primero en superar estas limitaciones y perfilar exhaustivamente la médula ósea humana adulta mediante secuenciación de ARN unicelular. Esta técnica puede capturar perfiles genéticos completos de decenas de miles de células individuales, revelando la composición completa de los tipos de células que componen un órgano.
Fuente: Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.013
En el estudio, los científicos se centraron en la médula ósea, que regula procesos importantes en el desarrollo de las células sanguíneas y la inmunidad. Identificaron al menos nueve subtipos de células no hematopoyéticas, incluidas células estromales, células óseas y células endoteliales (sanguíneas), al menos tres de las cuales no habían sido descritas previamente y que producían importantes factores de apoyo. Los investigadores han creado una enciclopedia de estas raras células no sanguíneas que producen factores que se consideran importantes en la hematopoyesis humana, lo que ayudará a comprender mejor en qué comunicación celular deberían centrarse las investigaciones futuras.
Sus resultados resaltan el papel cada vez más importante de la tecnología en la investigación biomolecular actual. Los autores crearon un atlas espacial de médula ósea que comprende alrededor de 800.000 células utilizando una nueva técnica sofisticada llamada CODEX combinada con aprendizaje automático. Este enfoque, junto con una cuidadosa anotación manual de miles de células y estructuras, les permitió determinar que la médula ósea sana tiene una organización espacial muy clara y que las células grasas están más estrechamente asociadas con las células hematopoyéticas de lo que se pensaba anteriormente.
"Apenas estamos empezando a darnos cuenta de lo que es posible", dijo Tan. "La investigación futura puede aprovechar nuestro trabajo acelerando la investigación de la médula ósea con la esperanza de que estas vías digitales algún día conduzcan a avances médicos en el tratamiento de la leucemia aguda y otras enfermedades de la médula ósea".
Ling Qing, Ph.D., otro autor principal de este estudio y profesor de cirugía ortopédica en la Facultad de Medicina Perelman, está de acuerdo y cree que este estudio tendrá resultados a largo plazo.
“Cuando se aplican a muestras de pacientes con leucemia, estas técnicas detectan la expansión de células mesenquimales, un tipo de célula no sanguínea rara, en el sitio de las células cancerosas en la médula ósea”, dijo Qing. "Esto apunta a una posible nueva dirección para el tratamiento futuro de enfermedades."