Los científicos han creado un nuevo “modelo celular” de células pulmonares sanas que proporciona una referencia con la que se puede comparar el tejido de los pulmones afectados por afecciones como la hipertensión pulmonar (HP).
La capacidad de mapear con precisión las diferencias entre pulmones sanos y enfermos puede ayudar a los investigadores a encontrar nuevos enfoques terapéuticos, según los investigadores. Tener un modelo de este tipo ofrece una forma de explorar los genes y los tipos de células asociados con estas afecciones y puede guiar la investigación sobre la HP y otras enfermedades pulmonares.
“Si quieres volver a la normalidad, necesitas saber qué es lo normal”, dijo Naftali Kaminski, MD, autor principal del estudio y jefe de la sección de medicina pulmonar, cuidados intensivos y del sueño de la Universidad de Yale, en un comunicado de prensa de Yale.
El estudio, “Atlas integrado unicelular de células endoteliales del pulmón humano”, se publicó en la revista Circulation.
Las células endoteliales recubren las superficies de los vasos que viajan a través de los pulmones y participan en el intercambio de gases que permite que la sangre transporte oxígeno y elimine el dióxido de carbono. El deterioro o funcionamiento inadecuado de las células endoteliales puede conducir a trastornos como HP, enfermedad pulmonar obstructiva crónica o EPOC, fibrosis pulmonar y otros.
A pesar del papel fundamental que desempeñan las células endoteliales en estos trastornos, los científicos han carecido de un atlas de referencia detallado, un modelo celular, esencialmente, de cómo se ven las células endoteliales normales y sanas.
Ahora Kaminski, junto con sus colegas de Yale y otras universidades en los EE. UU. Y Europa, se propusieron crear un atlas de este tipo utilizando más de 15,000 células endoteliales tomadas de 73 individuos sanos. Utilizaron técnicas que les permitieron evaluar la actividad de miles de genes dentro de cada célula endotelial.
El equipo identificó distintos conjuntos de actividad genética para células de vasos sanguíneos y vasos linfáticos, y también de subconjuntos de tejido relacionados con estos dos grupos.
Por ejemplo, las células que revisten los capilares, que son vasos sanguíneos diminutos, expresaron más genes relacionados con el intercambio de gases, mientras que las células endoteliales que revisten las venas de paredes delgadas expresaron genes que permitieron a los glóbulos blancos, componentes del sistema inmunológico, pasar a través de las paredes y acceder a otros tejidos.
Los investigadores también encontraron dos tipos de células que no se habían distinguido previamente como poblaciones separadas.
Uno de estos grupos, denominado “aerocitos”, se encontró en el parénquima pulmonar, que es el tejido involucrado en la transferencia de gas. Las segundas, llamadas “células endoteliales capilares generales”, se encontraron en las vías respiratorias y la pleura visceral, que son las membranas que recubren el exterior del pulmón.
“Es como el telescopio Hubble de biología”, dijo Jonas Schupp, MD, autor principal del estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Kaminski. “Pudimos identificar tipos de células que antes eran indistinguibles, así como aumentar la comprensión de los descubrimientos realizados por otros”.
Además de identificar diferentes tipos de células, el equipo estudió cómo las células endoteliales ayudan a mantener la homeostasis, un estado de equilibrio biológico, dentro de los pulmones. Esto se hizo analizando cómo las distintas poblaciones endoteliales se comunican entre sí.
Los investigadores han puesto a disposición sus hallazgos completos para que otros investigadores los utilicen como una herramienta pública de minería en línea. Eso significa que los datos están disponibles para su descarga pública.
“Esperamos que la disponibilidad de nuestros datos acelere el desarrollo de terapias específicas de células endoteliales en la enfermedad pulmonar”, dijo Kaminski.
Como ejemplo de cómo su modelo celular podría arrojar luz sobre la enfermedad pulmonar, el equipo comparó las células endoteliales obtenidas comercialmente con las extraídas de individuos con hipertensión arterial pulmonar, y luego analizó los hallazgos en relación con los del atlas celular.
Si bien observaron todas las poblaciones de células endoteliales vasculares presentes en las células derivadas de pacientes, las células comerciales parecían haber perdido sus características pulmonares nativas.
