Diseñan el primer mapa 3D que describe nuestro corazón "célula por célula"

El corazón es el primer órgano que se desarrolla cuando todavía somos un embrión. En todos los mamíferos. Lo forman estructuras celulares altamente organizadas que necesitan coordinarse para funcionar correctamente. Bombear la sangre, hacerla llegar al resto del organismo es su principal función. Los cardiomiocitos, los fibroblastos, las endoteliales, las nerviosas... todas las células colaboran de forma estrecha para garantizar que el corazón funcione. Varios estudios han calculado, mediante análisis de ARN, que tenemos 287.269 células de distinto tipo en nuestro corazón. Los defectos en las estructuras que forman son los que, a lo largo de la vida, provocan las cardiopatías y otras enfermedades cardíacas.

En los últimos años, los científicos ya han hecho una lista bastante amplia de los tipos de células que tenemos en el corazón humano adulto. Sin embargo, ahora, un equipo de la Universidad de California han publicado en Nature "un atlas espacial completo de las células del corazón humano" para explicar, muy gráficamente, cómo los diferentes tipos de células interactúan y cómo se organizan en estructuras cardíacas complejas.

Lo revolucionario es que este mapa, que han trazado los científicos, es "célula por célula". Es decir, recoge "una por una" todas las células que forman nuestro corazón, dónde están y cómo interactúan entre ellas. Lo describen señalando que tiene "una resolución y profundidad sin precedentes" y afirmando que "va a permitir una comprensión profunda de las células individuales y dónde están".

Los científicos han combinado este análisis "célula por célula" con datos de expresión génica de cada una de ellas, con el espacio que ocupan en el corazón humano. El resultado es un increíble mapa espacial en tres dimensiones que, para entender su complejidad, se explica con esta expresión: "tiene una resolución de 1 célula por 1 célula", es decir, es un mapa que contiene "todas y cada una de las células del corazón" colocadas en el sitio donde realmente están.

Junto a la publicación científica han mostrado este vídeo:

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Y va más allá. No es sólo un mapa "visual" de nuestro corazón: identifica todas las células presentes, explica a qué se dedican, las coloca por zonas y explica cómo se relacionan -por grupos- entre ellas.

El grado de detalles es tan grande que en esta creación 3d podemos ver la "distribución por regiones del corazón de toda la gama de subpoblaciones de células cardíacas", su función (marcada por distintos colores) y todas sus interacciones con los demás grupos de células. El análisis ha identificado 75 subpoblaciones que se pueden describir por donde están, qué hacen y en qué etapa de desarrollo del corazón aparecen. Como añadido, esta investigación ha servido -también- para encontrar nuevos subtipos de células en las válvulas cardíacas.

El método de imagen que se ha utilizado se llama MERFISH. Primero empezaron con "una identificación espacial preeliminar" de células individuales. Lo hicieron "a través de imágenes simultáneas de cientos a miles de genes". Luego crearon el mapa más complejo.

Los autores dicen que han descubierto "miles de interacciones entre combinaciones específicas de poblaciones celulares" y que esto explica los procesos de desarrollo de las diferentes estructuras cardíacas.

Un ejemplo: vieron como crecían y actuaban las células del músculo cardíaco ventricular. Luego cómo se relacionaban con los fibroblastos que forman parte del tejido conectivo. Por último, vieron como estos dos grupos interaccionaban también con las células endoteliales, las que que recubren los vasos sanguíneos. Esta gigantesca red de conexiones, explican, no es casual, tiene una función: Todo apunta a que "tiene un papel fundamental en la formación de la pared ventricular en las primeras etapas de desarrollo del corazón".

Los autores explican que este estudio "ayuda a mejorar nuestra comprensión de los mecanismos que subyacen a las enfermedades cardíacas congénitas y adultas". Aparte de mostrarnos cómo es "célula por célula" nuestro órgano más valioso, servirá, también, para desarrollar nuevos métodos en operaciones de cirugía en corazones dañados.