MADRID, 24 Jul. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de científicos dirigido por investigadores de Stanford Medicine, de la Universidad de Stanford (Estados Unidos), han descubierto que en el sistema digestivo existen "vecindarios" de distintos tipos de células que cooperan para digerir los alimentos y protegernos de las infecciones, entre otras cosas.
Han realizado un nuevo mapa de altísima resolución de estos vecindarios que demuestra que nuestro intestino es impresionante tanto desde el punto de vista funcional como visual, según publican en la revista 'Nature'.
Al igual que los vecindarios humanos, que tienen elementos comunes como calles, restaurantes y casas en número variable, los vecindarios celulares están formados por distintas cantidades de tipos celulares con funciones específicas. Combinando varias tecnologías nuevas de imagen y secuenciación, los investigadores pudieron cartografiar estos vecindarios hasta el nivel de las células individuales.
"Es la primera vez que se hace un mapa espacial del intestino a nivel unicelular --afirma el doctor Michael Snyder, catedrático de Genética y coautor principal del estudio--. Fue un poco como explorar un planeta nuevo, en el sentido de que no sabíamos exactamente qué tipos de células encontraríamos ni cómo estarían organizadas".
Investigadores de varios laboratorios de Stanford Medicine y otras instituciones participaron en el nuevo trabajo de cartografía, que forma parte del Programa del Atlas BioMolecular Humano fundado por los Institutos Nacionales de Salud. Los científicos del programa pretenden crear un mapa celular completo del cuerpo humano.
Para cartografiar el intestino, los científicos examinaron ocho regiones del intestino delgado y grueso de nueve donantes fallecidos.
Utilizando una tecnología denominada codetección por indexación, o CODEX, que consiste en teñir y lavar repetidamente el tejido con anticuerpos fluorescentes (sustancias que se unen a determinadas proteínas y permiten obtener imágenes), los investigadores identificaron 20 vecindarios celulares distintos basándose en la abundancia relativa de cada tipo de célula.
El análisis molecular adicional del ARN y el material cromosómico de algunas de las muestras proporcionó un nivel de detalle aún mayor dentro de cada tipo celular.
"Nuestros mapas pretenden servir de referencia para un intestino sano, con el que poder comparar desde la enfermedad del intestino irritable hasta el cáncer de colon en fase inicial --afirma Snyder, catedrático de Genética del doctor Stanford W. Ascherman--. Esto será fundamental para nuestra comprensión de todo tipo de enfermedades digestivas".
Con una longitud aproximada de 6 metros, el intestino absorbe los nutrientes de los alimentos y protege al organismo de los microbios invasores, al tiempo que mantiene un equilibrio saludable de bacterias beneficiosas que facilitan la digestión.
Para realizar estas tareas, emplea diversos tipos de células, entre ellas células epiteliales que forman el revestimiento intestinal, células del tejido conjuntivo, células nerviosas y células inmunitarias. Con los nuevos mapas, los científicos han podido determinar con precisión dónde se encuentra cada tipo celular y con qué otras células se asocian.
"Observar la presencia o ausencia de una sola célula no dice mucho --reconoce el doctor Garry Nolan, Catedrático Rachford y Carlota A. Harris y profesor de Patología, que dirigió la investigación junto con Snyder, Director del Centro de Genómica y Medicina Personalizada, y William Greenleaf, Catedrático de Genética--. Es la forma en que se agrupan las células lo que define su funcionalidad".
Los investigadores también querían ver cómo cambiaba la organización del tejido sano a lo largo del tubo digestivo, desde más cerca del estómago hasta más cerca del recto. "Lo que es normal en una región puede ser un signo de enfermedad en otra", afirma John Hickey, doctor, becario postdoctoral en microbiología e inmunología y primer autor del artículo.
Algunos vecindarios, como el dominado por las células musculares lisas (que controlan los movimientos involuntarios) se hicieron más comunes hacia el final del colon, mientras que otros vecindarios compuestos principalmente por células inmunitarias se hicieron menos comunes.
Además de crear una referencia para el tejido sano, los nuevos mapas revelaron algunas conexiones clínicas interesantes. Por ejemplo, los investigadores descubrieron que los donantes con mayor índice de masa corporal tenían un número mucho mayor de macrófagos M1, un tipo de célula inmunitaria asociada a la inflamación.
"Se sabe que las personas con un mayor índice de masa corporal, especialmente por encima de ciertos niveles, tienen un mayor riesgo de padecer enfermedades gastrointestinales --explica Hickey--. Muchas de esas enfermedades están asociadas a la inflamación crónica. Aunque estos donantes no tenían antecedentes de enfermedad gastrointestinal, el aumento de macrófagos podría ser un indicador de un proceso previo a la enfermedad".
Los donantes con antecedentes de hipertensión también tenían menos células inmunitarias de un tipo distinto, las llamadas células T CD8, que desempeñan un papel en la búsqueda y destrucción de posibles células cancerosas. Con el mapa espacial, los investigadores pudieron ver que las células T CD8 faltaban en un vecindario concreto dentro de las células epiteliales que recubren el intestino.
"Se trata de un resultado inesperado pero importante --explica Hickey-- porque sabemos que el sistema inmunitario interviene en la prevención del cáncer eliminando las células malignas. Si tienes menos células T CD8, podrías tener un mayor riesgo de cáncer". De hecho, las investigaciones han demostrado que los pacientes con hipertensión tienen más probabilidades de desarrollar cáncer colorrectal.
En este estudio, las nueve muestras procedían de donantes adultos, y la mayoría eran blancos y varones. "Uno de nuestros próximos pasos más importantes es aumentar la diversidad de las muestras --anuncia Snyder--. Nuestro objetivo es conseguir un conjunto mucho más amplio de individuos, que incluya múltiples orígenes étnicos y grupos de edad".
Los científicos también esperan cartografiar el intestino en tres dimensiones, lo que les ayudará a visualizar mejor las redes de nervios y vasos sanguíneos del intestino sano. "No se puede entender la disfunción hasta que no se comprende lo que es normal", afirma Nolan.
