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El mapa celular y molecular más detallado del corazón humano sano ha sido creado por un grupo internacional, el cual servirá para comprender cómo funciona este órgano y arrojará luz sobre lo que falla en las enfermedades cardiovasculares y ayudará a establecer tratamientos altamente personalizados.
La investigación, liderada por investigadores de la Escuela Médica de Harvard y que publica hoy Nature , analizó casi medio millón de células individuales.
El estudio revela la enorme diversidad de células y los tipos de células del músculo cardíaco , las células inmunes protectoras del corazón y una intrincada red de vasos sanguíneos; también predice cómo se comunican las células para mantener el funcionamiento de ese órgano.
La investigación, que también establece el escenario para las terapias basadas en la medicina regenerativa en el futuro, forma parte de la iniciativa del Atlas de Células Humanas , que quiere mapear cada tipo de célula en el cuerpo humano.
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El nuevo conocimiento molecular y celular del corazón promete permitir una mejor comprensión de las enfermedades cardíacas y guiar el desarrollo de tratamientos altamente individualizados.
A lo largo de la vida, el corazón humano realiza más de 2 mil millones de latidos, lo que ayuda a suministrar oxígeno y nutrientes a las células, los tejidos y los órganos y permite la eliminación del dióxido de carbono y los productos de desecho.
El tejido del ventrículo derecho de un corazón muestra fibroblastos y pericitos, con núcleos celulares en azul. ACE2 (puntos rojos), un objetivo de SARS-CoV-2, se enriqueció en estos tipos de células. Foto: Daniel Reichart vía Harvard Medical School
Cada latido requiere una compleja y perfecta sincronización que, cuando falla, puede dar lugar a enfermedades cardiovasculares, la principal causa de muerte en el mundo, unos 17.9 millones de personas cada año , según las estimaciones.
"Millones de personas se someten a tratamientos para enfermedades cardiovasculares. Comprender el corazón sano nos ayudará a entender las interacciones entre los tipos y estados celulares que pueden permitir una función de por vida y cómo se diferencian en las enfermedades", dijo la coautora principal del estudio Christine Seidman, de la Facultad de Medicina de Harvard.
El equipo estudió casi 500 mil células individuales y núcleos celulares de seis regiones diferentes del corazón obtenidos de 14 donantes de órganos -siete hombres y siete mujeres- cuyos corazones estaban sanos pero no eran aptos para el trasplante.
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Aunque el número de corazones estudiado fue relativamente pequeño, "14 personas no pueden replicar la población mundial", reconoció Seidma, el nuevo atlas reveló algunas sorpresas biológicas.
Gracias a una combinación de análisis de una sola célula, aprendizaje automático y técnicas de imagen, el equipo pudo ver exactamente qué genes se activaban y desactivaban en cada célula.
El atlas de células cardíacas actualizado describe diferentes tipos de células junto con los genes activos que las caracterizan. Foto: laboratorio Seidman vía Harvard Medical School
Los investigadores descubrieron grandes diferencias en las células de diferentes áreas del corazón y observaron que cada área de ese órgano tenía subconjuntos específicos de células, un hallazgo que apunta a diferentes orígenes de desarrollo y sugiere que estas células responderían de manera diferente a los tratamientos.
"Con el conocimiento de las diferencias regionales en todo el corazón, podemos empezar a considerar los efectos de la edad, el ejercicio y la enfermedad y ayudar a empujar el campo de la cardiología hacia la era de la medicina de precisión", señaló Daniel Reichart, también de la Facultad de Medicina de Harvard.
Los expertos hicieron, además, un mapa de las células cardíacas que pueden estar potencialmente infectadas por el SARS-CoV-2 y vieron que las células especializadas de los pequeños vasos sanguíneos "también son objetivos del virus", señaló Michaela Noseda del Imperial College de Londres.
También observaron, con un detalle sin precedentes, los vasos sanguíneos que corren a través del corazón y vieron que las células de estos se adaptan a las diferentes presiones y ubicaciones, lo que podría ayudar a entender qué es lo que falla en las venas y arterias durante una enfermedad coronaria.
nrv
