En 2017, Deanne Taylor asistió a una presentación en la Universidad de Pensilvania, a un corto paseo de su oficina. Un investigador estaba allí para presentar el Human Cell Atlas, un ambicioso proyecto que tenía como objetivo mapear cada célula del cuerpo humano. Taylor quedó asombrada, y luego preocupada. A medida que surgían los detalles, descubrió que los investigadores del proyecto solo habían planeado estudiar a adultos. «Fue entonces cuando se encendió mi pequeña alarma —dice—. «Otra vez no.»
Desde que se incorporó al Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP) como directora de bioinformática tres años antes, Taylor se había sentido decepcionada por la falta de inversión en investigación médica centrada en los niños. La opinión dominante, dice, era que los niños son exactamente como adultos pequeños. No lo son. Las células de los niños son diferentes de las células de los adultos en la forma en que expresan los genes —activándolos o desactivándolos, o modulando su intensidad al alza o a la baja—. Esas variaciones pueden provocar respuestas drásticamente diferentes e incluso mortales a fármacos que los adultos toleran bien.
La charla de 2017 fue el momento que Taylor no sabía que había estado esperando. Rápidamente, canalizó su preocupación en una campaña, uniéndose al equipo de voluntarios del Human Cell Atlas y ayudando a redactar una sección sobre niños para un libro blanco que delineaba los objetivos y planes del grupo. Luego, movilizó una coalición transhospitalaria de investigadores pediátricos para contribuir al proyecto y lideró la publicación de un artículo de 2019 que exponía los argumentos para estudiar a los niños, un intento de atraer más interés y financiación al campo. «Puso una bandera en el suelo», dice ella. «¿Por qué no tenemos modelos saludables del desarrollo infantil?»
Hasta ahora, el impulso ha dado sus frutos. En 2021, el NIH concedió una subvención de 38,5 millones de dólares al Proyecto de Genotipo-Expresión Tisular del Desarrollo (dGTEx), una iniciativa clave destinada a establecer la primera base de datos completa de tejido pediátrico sano. El proyecto almacena muestras recogidas de niños que, por lo demás, estaban sanos y habían fallecido, y cuyos padres accedieron a donar sus cuerpos, y mapea cómo se expresan los genes en todos los principales sistemas orgánicos. Taylor y su equipo gestionan y estandarizan la información asociada a cada donación de tejido, incluyendo el historial familiar y detalles sobre las muestras. Un grupo diferente realiza análisis de las propias muestras, y luego toda la información se combina para crear una base de datos, una referencia de cómo es la expresión génica en los niños. Es el primer paso para posibilitar investigaciones que podrían hacer avanzar nuestro conocimiento sobre el desarrollo normal, las enfermedades, la eficacia de los fármacos y otros fenómenos.
El equipo dGTEx finalmente introducirá sus datos en el Atlas de Células Humanas, que, gracias a Taylor y a muchos de los coautores del artículo de 2019, ahora incluye una sección pediátrica.
La principal responsabilidad de Taylor podría ser la recopilación y organización de datos para dGTEx, pero sus colegas dicen que también es el aglutinante que cohesiona diversos proyectos de investigación. Esto es especialmente importante para el Atlas de Células Humanas, que depende de las contribuciones de una coalición informal de investigadores, todos persiguiendo sus propios objetivos. “Deanne adoptó una perspectiva global y dijo: No solo necesitamos comprender el riñón pediátrico o el cerebro pediátrico o el sistema inmunitario pediátrico. Necesitamos una visión holística del desarrollo pediátrico”, afirma Sarah Teichmann, cofundadora del Atlas de Células Humanas. “Ella enca a ese espíritu interdisciplinar.”
Una base saludable
Taylor describe su carrera como una «marcha aleatoria», impulsada por una intensidad singular que ahora atribuye a un autismo y TDAH no diagnosticados. A los cinco años, empezó a leer los textos médicos de su madre. A los doce, sacaba libros de física de la biblioteca. La física le ofrecía misterios que resolver, y ella quería entender cómo funcionaban las cosas.
Taylor obtuvo su doctorado en biofísica en 2001, pero se sintió inspirada por el por entonces activo Proyecto Genoma Humano para cambiar de rumbo y realizar un postdoctorado en Pfizer, escribiendo código para gestionar datos complejos en la investigación sobre enfermedades raras. Luego se trasladó a la medicina reproductiva, donde trabajó en algunos de los primeros programas informáticos para cribar embriones en busca de anomalías cromosómicas —muchos de los cuales siguen en uso hoy en día.
A pesar de esta trayectoria aparentemente sinuosa, Taylor afirma que su enfoque siempre ha sido comprender por qué la misma enfermedad afecta a las personas de forma diferente. ¿Cómo pueden dos personas portar la misma variante genética asociada a una enfermedad, pero solo una enfermar?
El Atlas de Células Humanas —incluyendo todos los datos que lo alimentan desde dGTEx y otros proyectos— podría, por fin, ayudar a los investigadores a encontrar respuestas. Este esfuerzo es una extensión natural del Proyecto Genoma Humano. Esa iniciativa, que concluyó en 2003, ayudó a los investigadores a vincular genes específicos con enfermedades específicas. Pero un mapa del genoma es un poco como un kit de bricolaje con todas las piezas y sin manual de montaje. No te dice dónde y cómo utilizan las células cada gen en todo el cuerpo.
Al fin y al cabo, «no somos más que niños mayores», dice Taylor. «Al ignorar el aspecto pediátrico de las cosas, creo que la gente está perdiendo una ventana de intervención en la enfermedad humana».
Para ello, es necesario saber cómo se expresan los genes. La expresión génica generalmente implica la producción de una proteína que desempeña una función específica en el cuerpo, como construir tejido o enviar señales. A diferencia del ADN, que permanece en gran medida igual a lo largo de nuestras vidas, la forma en que se expresan los genes del ADN cambia a medida que nos desarrollamos.
Las diferencias en la expresión génica pueden determinar si una terapia funcionará o podría causar más daño que beneficio. Debido a la forma en que se expresan los genes cardíacos en los niños, los fármacos de quimioterapia pueden atacar no solo los tumores, sino también los corazones en desarrollo de los niños, lo que puede causar daños de por vida. Otros tratamientos pueden afectar a todo el cuerpo, a veces desencadenando una reacción del sistema inmunitario reversible pero potencialmente mortal llamada síndrome de liberación de citocinas.
La base de datos dGTEx tiene como objetivo establecer una base de referencia para la expresión génica en niños —un mapa molecular de cómo los aproximadamente 20.000 genes del cuerpo desempeñan su función en las células de tejido sano. Es solo una de las colaboraciones que Taylor gestiona. Es investigadora principal del Kids First Data Resource Center, que secuencia tejidos enfermos recogidos de niños inscritos en otros estudios a nivel nacional. Y ha estado colaborando con investigadores en HubMAP, un esfuerzo que está construyendo un recurso complementario al Atlas de Células Humanas, para conseguir financiación para crear mapas 3D de células infantiles como los que ya ha elaborado para adultos.
Extender estas iniciativas a los niños es importante, sostiene Teichmann. Gran parte del desarrollo humano ocurre en la infancia; por ejemplo, las células cerebrales clave llamadas astrocitos se forman en los primeros cinco años, y el sistema inmunitario madura en la pubertad. “Esos cambios son realmente importantes de entender desde el punto de vista de la enfermedad”, afirma ella. Una visión granular de cómo funcionan las células individuales “cambiará la medicina pediátrica, sin duda”.
Pastorear gatos
Taylor ayuda a operar la máquina dGTEx, coordinando a investigadores de múltiples organizaciones que aportan diferentes piezas al rompecabezas. Entre ellas se encuentra un grupo sin ánimo de lucro que obtiene muestras de tejido de niños fallecidos poco después de la muerte y patólogos del CHOP que evalúan la calidad y el tipo de cada muestra. Los tejidos se congelan y se almacenan para que futuros investigadores los utilicen con el permiso del grupo, mientras que las muestras se envían a organizaciones como el Broad Institute, una entidad sin ánimo de lucro, que analizan la expresión génica. Los datos fluyen en todas estas etapas —información que el proyecto Human Cell Atlas podrá utilizar en última instancia.
Esta coordinación es “como pastorear gatos”, dice Rebecca Linn, patóloga pediátrica en CHOP. “Tantos individuos con objetivos diferentes.” Taylor afirma que una parte importante de su función es mediar entre los participantes. Esto significa, por ejemplo, explicar a los investigadores que quieren utilizar los tejidos de dGTEx que es imposible dividir los pequeños testículos de un bebé de un mes en 20 partes.
Sus colegas describen a Taylor como una colaboradora bien conectada que une a personas de diversas especialidades, cualidades esenciales para un esfuerzo multidisciplinar e inte acional como el Atlas de Células Humanas. También ayuda que Taylor esté llena de sorpresas. Tiene tatuajes de las ecuaciones de Schrödinger y Boltzmann y se dedica a la pintura y la fotografía; una roca anodina de Bu ing Man, donde fue voluntaria en la cocina, se encuentra sobre su escritorio. «Ella puede hacer amigos y ser memorable gracias a sus intereses, conocimientos y preguntas sobre todos estos diferentes temas. Realmente te atrapa», dice Linn.
Taylor, sin embargo, cree que el potencial transformador del trabajo en sí mismo es suficiente para motivar a los colegas. Comparar las células de una persona enferma con la línea de base sana y emparejada por edad que proporciona el Atlas de Células Humanas podría producir biomarcadores de salud y enfermedad que sirvieran como dianas farmacológicas o marcadores diagnósticos. Un capítulo pediátrico de ese atlas podría generar conocimientos similares para los niños y reforzar nuestra comprensión de cómo nuestra genética y el ento o afectan la salud y la enfermedad en diversas etapas del desarrollo.
Ampliar el atlas a los niños podría incluso ayudar a revelar cómo las enfermedades de adultos se remontan a señales distintivas en la infancia, lo que plantea la posibilidad de que podamos realizar cribado y tratar afecciones crónicas años o incluso décadas antes de que se manifiesten. Esto no solo mejoraría los resultados, sino que también ayudaría a las personas a prevenir síntomas debilitantes antes de que lleguen a desarrollarse. Al fin y al cabo, “no somos más que niños mayores”, dice Taylor. “Al ignorar el aspecto pediátrico de las cosas, creo que la gente está perdiendo una ventana de intervención en la enfermedad humana.”
Taylor espera que el proyecto cambie la forma en que la investigación percibe la pediatría. Es un objetivo ambicioso, que requerirá big data —y fuerzas como la suya para ayudar a coordinarlo todo.
Colleen de Bellefonds es periodista científica afincada en París.