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Biomedicina

TR10: El atlas celular

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El próximo megaproyecto de la biología averiguará de qué estamos hechos realmente. Para ello creará un catálogo con los 37,2 billones de células del cuerpo humano

  • por Steve Connor | traducido por Teresa Woods
  • 23 Febrero, 2017

Foto: "Airborne Event" de Fred Tomaselli, 2003. Crédito: Cortesía de Fred Tomaselli y James Cohan, Nueva York.

Avance

Una enciclopedia maestra sobre cada tipo de célula presente en el cuerpo humano

Por qué importa

Disponer de modelos superprecisos de la fisiología humana acelerará el descubrimiento y las pruebas de fármacos nuevos

Actores claves

- Instituto Broad (EEUU)

- Instituto Sanger (Reino Unido)

- Chan Zuckerberg (Biohub, EEUU)

Disponibilidad

Cinco años

En 1665, Robert Hooke observó un trozo de corcho a través de su microscopio y descubrió pequeñas cajitas que le recordaban a las habitaciones de un monasterio. Dado que fue el primer científico en describir las células, hoy Hooke se quedaría maravillado con el próximo megaproyecto de la biología: un plan para capturar y escudriñar individualmente millones de células con las herramientas más potentes de la genómica moderna y la biología celular.

El objetivo consiste en elaborar el primer "atlas celular" completo, o mapa de células humanas. Esta maravilla tecnológica debería revelar de qué están hechos realmente los cuerpos humanos y proporcionar a los científicos un nuevo y sofisticado modelo biológico que podría acelerar la búsqueda de fármacos.

Para realizar ardua la tarea de catalogar los 37,2 billones de células del cuerpo humano, se está creando un consorcio internacional de científicos de Estados Unidos, Reino Unido, Suecia, Israel, Holanda y Japón para asignar una firma molecular a cada célula y también conferir un código postal a cada tipo de célula dentro del espacio tridimensional del cuerpo.

El director del equipo del atlas celular del el Instituto Sanger en Reino Unido, Mike Stubbington, afirma: "Veremos algunas cosas que esperamos, cosas que sabemos que existen, pero estoy seguro de que también habrá cosas totalmente nuevas. Creo que habrá sorpresas".

Los científicos están elaborando un "atlas celular humano" ultradetallado que define las células vivas en función de lo que sucede dentro de ellas.

Los intentos anteriores de describir las células, desde las peludas neuronas que pueblan el cerebro y la médula espinal hasta las pegajosas células adiposas de la piel, sugieren que existen alrededor de 300 variaciones en total. Pero la cifra real sin duda será más alta. Analizar las diferencias moleculares entre células ya ha revelado, por ejemplo, dos tipos nuevos de células retinales que se habían escapado de décadas de investigaciones oculares. Una de ellas forma la primera línea de defensa contra patógenos y que representa cuatro de cada 10.000 glóbulos sanguíneos. La otra es una recién descubierta célula inmune que produce de manera única un esteroide que parece suprimir la respuesta inmune.

Este nuevo tipo de mapeo es ahora posible gracias a la confluencia de tres tecnologías. La primera se conoce como microfluídica celular. Las células individuales se separan, se etiquetan con diminutas perlitas y se manipulan dentro de gotas de aceite que se lanzan como coches por las estrechas calles de único sentido de unos capilares artificiales grabados en un diminuto chip para que puedan ser acorraladas, abiertas y estudiadas una por una.

La segunda es la capacidad de identificar los genes activos en células individuales. Esto se consigue al decodificarlos con máquinas de secuenciación superrápidas y eficientes a un coste de tan sólo varios céntimos por célula. Actualmente un científico puede procesar 10.000 células en un sólo día.

La tercera tecnología utiliza un etiquetado y unas técnicas de tinción que pueden localizar cada tipo de célula en función de su actividad génica en un código postal específico de un órgano o tejido humano.

Foto: El dibujo de Robert Hooke del corcho visto por microscopio. Crédito: Wellcome Library Londres.

Foto: Esperma que contiene un homúnculo,  Nicholas Hartsoeker (1695). Crédito: Wellcome Library Londres.

Foto: Daguerrotipos de la sangre de humanos, camellos y sapos, A. Donné (1845). Crédito: Wellcome Library Londres.

Foto: Células de planta, J. M. Schleiden (1838). Crédito: Wellcome Library Londres.

Foto: Bosquejos  de células animales, Theodor Schwann (1839). Crédito: Wellcome Library Londres.

Foto: Un nervio, A. von Kolliker (1852). Crédito: Wellcome Library Londres.

Respaldando el atlas celular hay grandes potencias científicas que incluyen el Instituto Sanger de Reino Unido, el Instituto Broad de la Universidad de Harvard y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y un nuevo "biohub" [centro biológico] en California (los tres últimos en EEUU) financiado por el CEO de Facebook, Mark Zuckerberg. En septiembre, Zuckerberg y su mujer, Priscilla Chan, convirtieron el atlas celular en el objetivo inaugural de una donación de casi 3.000 millones de euros para investigaciones médicas.

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