LA ESPECIE HUMANA MÁS EXITOSA HOMO ERECTUS

Antes que otras subespecies humanas como los neandertales, los denisovanos y el homo sapiens, llegó el homo erectus, el primer ejemplo real de especie humana.

Podría dividirse en varias categorías de subespecies debido a la duración de su existencia; no es incorrecto referirse a todas ellas simplemente como homo erectus.

Hace 1,9 millones de años, la Tierra estaba en el período Pleistoceno y nació la primera especie homo: el homo erectus, que en latín significa hombre erguido. El Homo erectus es el pariente más longevo del humano moderno, habiendo logrado vivir aproximadamente 1,5 millones de años.

Para comparar, el homo sapiens solo ha existido durante unos 400.000 años hasta ahora.

El homo erectus podría dividirse en múltiples categorías de subespecies debido a lo largo de su existencia no es incorrecto referirse a todos ellos simplemente como homo erectus

Hace 1,9 millones de años la tierra estaba en el periodo pleistoceno y la primera especie homo nació el homo erectus que en latín significa vertical , el homo erectus es el más longevo pariente del humano moderno que vive desde aproximadamente 1.5 millones de años, para comparar el homo sapiens sólo vive desde alrededor de unos cuatrocientos mil años hasta ahora

Dado que el homo erectus vivió mucho, también hay estudios científico en este el área artefactados por la especulación y las conjeturas y como la especie evolucionó a través de un 1.5 millones de años y lógicamente los cambios en la fisiología y las habilidades son enormes.

Pero la idea de que son los primeros verdaderos ejemplo de una especie humana es util.

Se cree que homo erectus primero se originó en áfrica no muy diferente del Homo Sapiens y fue la primera especie en expandirse desde su punto de origen .

El consenso general es que la especie se extendió lentamente por Asia, si alguna vez llegaron a Europa es desconocido aunque ciertamente es un posibilidad.

El primer homo erectus fósil fue descubierto por el científico holandés Eugene Dubois en la isla de Java en Indonesia en 1891 objeto de mucha controversia y múltiples reclasificaciones en el mundo científico, la naturaleza del descubrimiento Dubois no fue realizado hasta varias décadas después e inicialmente descartados como fósiles de un mono prehistórico pero fósil .

Posteriores descubrimientos como el hombre de Pekín en el norte de China despertó un renovado interés en Dubois.

El hombre de Java aunque parezcan diferentes subespecie del genoma del homo erectus son los dos primeras muestras de la especie homo moderna sapiens encontrado y muchas suposiciones sobre homo Erectus se han hecho a partir de su recomendaciones

El descubrimiento del hombre de Pekín en el cueva Jokodian fue también el precursor de más hallazgos de más de 45 diferentes restos de individuos y prehistoria herramientas que lo convierten en uno de los más importantes sitios arqueológicos a nivel mundial y un lugar del que muchos de nuestros conocimientos sobre el homo erectus se deriva dado el largo período de tiempo durante el cual parece que existió una especie de homo erectus que eran de una variedad de tamaños y formas aunque características comunes quedaron fueron los primeros en exhibir proporciones similares a las humanas y estar de pie en posición vertical siendo aproximadamente la misma altura y el peso de los seres humanos de hoy .

Los pocos homo erectus cráneos que se han encontrado hay un general consenso de que no tenían la correcta estructura muscular y ósea para permitir el habla o el lenguaje pero es posible que ellos se comunica usando un protolenguaje que podría haber sido una serie de gruñidos y gestos con las manos que significaban la intención .

Esto lo posiciona por encima del Homo habilis y Homo georgicus. Además, tenía una mandíbula fuerte y sin mentón, con dientes pequeños, así como un cuerpo robusto que podía alcanzar los 1,80 metros de altura y presentaba un marcado dismorfismo sexual, incluso mayor que en el caso del Homo sapiens.

El Homo erectus presenta ya la configuración del cuerpo necesaria para caminar en plano, alejándose del simio y acercándose al ser humano actual. Se asume que incluso podría correr largas distancias. Todo esto parece sugerir que se trata del antecesor directo del Homo sapiens contemporáneo.

El Homo erectus tenía además una capacidad craneal de 940 ml, a medio camino entre el gorila (600ml) y el ser humano moderno (1200-1500ml). Su cerebro se hallaba en una bóveda craneal baja y angular que fue modificándose a lo largo de su evolución y permitió el surgimiento de individuos con mayor capacidad craneal (hasta de 1100ml) a medida que la especie cambiaba. Esto lo posiciona por encima del Homo habilis y Homo georgicus.

Además, tenía una mandíbula fuerte y sin mentón, con dientes pequeños, así como un cuerpo robusto que podía alcanzar los 1,80 metros de altura y presentaba un marcado dimorfismo sexual, incluso mayor que en el caso del Homo sapiens.

Alimentación del Homo erectus

Se cree que el Homo erectus fue el primer homínido en conocer el fuego.

Se piensa que esta especie fue cazadora y carroñera, dada la tecnología lítica (herramientas de piedra) que desarrolló. Algo que, además, podría ir de la mano con la sospecha de que el Homo erectus fue el primer homínido en conocer el fuego y usarlo para cocinar su comida.

Los huesos encontrados poseen claras señales de hipervitaminosis, lo cual sugiere que tendrían una dieta rica en carnes rojas.

Sociedad del Homo erectus

El Homo erectus habría manejado cierta tecnología lítica (de piedra) para la fabricación de armas (hachas, lanzas, cuchillos) probablemente empleadas en la cacería de grandes animales. Estas herramientas se vuelven cada vez menos rudimentarias a medida que la especie crece y se diversifica.

Todo apunta a que vivía en grupos pequeños, de alrededor de 30 personas, y que habían desarrollado cierto nivel de intercambio y socialización entre tribus, probablemente para el intercambio de información, bienes y mujeres y para evitar el empobrecimiento genético de la endogamia.

Estas asociaciones podían incluso ser más duraderas y servir para cazar entre todos a un animal de gran tamaño, luego de lo cual se repartían el botín y volvían a dispersarse. A pesar de ello, no es probable que esta especie manejara el lenguaje articulado.

Hombre de Java

El nombre dado al primer Homo erectus hallado fue el de “hombre de Java”, ya que se encontró en la isla de ese mismo nombre, en Indonesia, en 1891. Su descubridor fue el anatomista holandés Eugène Dubois, quien lo bautizó como Anthropopitecus erectus, nombre que él mismo cambió después a Pithecanthropus erectus.

Importancia del Homo erectus

El Homo erectus es un buen candidato a ser la especie previa al Homo sapiens.

Esta especie fue la primera viajera empedernida del género Homo que abandonó África y se esparció por el sur europeo y sobre todo por Asia. Esto le permitió diversificarse enormemente con el pasar de los siglos, lo cual es clave en la historia de la evolución humana.

A menudo se piensa que el Homo erectus es un buen candidato a ser la especie previa al Homo sapiens, lo cual haría de él nuestro antecesor evolutivo. Esto, sin embargo, parece contradicho por los hallazgos en el río Solo, que parecen haber vivido hace 50.000 años, siendo así contemporáneas con el Homo sapiens.

Subespecies del Homo erectus

Las subespecies conocidas hasta ahora del Homo erectus son:

Homo erectus erectus u Hombre de Java

Homo erectus pekinensis u Hombre de Pekín

Homo erectus soloensis u Hombre de Solo

Homo erectus latianensis u Hombre de Latian

Homo erectus nankinensis u Hombre de Nankín

Homo erectus yuanmouensis u Hombre de Yuanmou

También se sospecha que otros fósiles registrados como especies distintas, sean realmente variantes del mismo Homo erectus, tales como:

Homo (erectus) ergaster

Homo (erectus) palaeojavanicus o Meganthropus

Homo (erectus) tautavelensis u Hombre de Tautavel

Yacimientos arqueológicos del Homo erectus

Los principales yacimientos arqueológicos de esta especie están en Asia: China y Java. En China se hallan en Zhoukodian, Jinniu Shan, Yiyuan, Yuanmou, Hexian, Chaoxian, Dali, Gonwanling, Yunxian, Maba y Bose Basin. En Java se encuentran Modjokerto, Sangirán, Trinil y Ngandong.

Extinción del Homo erectus

Muchos Homo erectus pueden haber convivido con los primeros Homo sapiens.

El Homo erectus inició su desaparición de la faz de la tierra hace alrededor de 70.000 años, en el Pleistoceno inferior y medio y se la vincula con la llamada Teoría de la Catástrofe de Toba, que asume la erupción de un megavolcán en el lago Toba en Indonesia.

Sin embargo, teniendo la especie tanta variación a lo largo del mundo, se estima que muchas de las últimas especies de Homo erectus pueden haber sobrevivido hasta convivir con los primeros Homo sapiens.

Referencias

“Homo erectus” en Wikipedia.

“Homo erectus erectus” en Wikipedia.

“¿Fue el ‘Homo erectus’ la primera especie capaz de navegar con éxito?” en El Español.

“Homo erectus” en Dinosaurios.info.

“Homo erectus – características – hominidos” en Historia y Biografías.

“Homo erectus” en el Smithsonian National Museum of Natural History.

ATLAS CELULAR HUMANO

– USANDO LA TÉCNICA DE SECUENCIACIÓN DE ARN DE CÉLULA ÚNICA

El consorcio internacional desvela el transcriptoma de más de un millón de células individuales de 33 órganos.

Células individuales organizadas por su presencia en órganos y sistemas de todo el cuerpo humano. Foto: Aviv Regev y Anna Hupalowska, Human Cell Atlas

Mar de Miguel. Madrid Jue, 12/05/2022 – 21:09

El estudio del cuerpo humano se puede realizar a diferentes niveles. Podemos fijarnos en la anatomía, como se ha hecho a lo largo de los siglos; en las células y tejidos, como se avanzó con el descubrimiento del microscopio; o en sus cromosomas y genes, como se ha conseguido con la secuenciación de nuestro genoma. Después, podemos aplicar distintos enfoques. Mientras que la biología y la bioquímica intentan explicar procesos, la medicina se centra en las enfermedades para curarlas.

Con el avance de la ciencia, cada vez que se descubre algo, podemos profundizar en lo que ya sabíamos o combinar nuestros métodos para multiplicar los hallazgos. Esto lo que ocurre con las nuevas herramientas de secuenciación. El genoma que hemos obtenido para nuestra especie no es el de un humano o un órgano en concreto, sino que es la secuencia completa de un modelo ideal, en general. Aún falta por averiguar algo importante. ¿Cómo es nuestro genoma célula a célula?

La técnica que lo hace posible es la secuenciación de célula única (scRNA-seq, siglas en inglés de single cell RNA sequencing, basada en la tecnología del ARN). Hablamos de la secuencia de una sola célula, lo que abre todo un abanico de posibilidades. Con ella, los científicos cartografían el transcriptoma (de cualquier especie y de cualquier órgano) a nivel unicelular, con todas las diferencias que hay entre las células, lo que también incluye sus diferentes estadios. La información que se obtiene de estos atlas celulares es colosal y se organiza en una base de datos para cada célula.

Sus aplicaciones se disparan. En embriología, sirven para identificar de dónde procede cada célula. En el desarrollo, para trazar los linajes celulares después de nacer, los de cualquier célula en división y sus derivadas. En evolución, para comparar las células homólogas de diferentes especies. En medicina y farmacia, para identificar el origen de una enfermedad, desarrollar métodos de diagnóstico aún más finos, idear nuevos tratamientos o evaluar la eficacia de un fármaco.

Integración computacional de perfiles de una sola célula y genética para identificar genes de enfermedades y tipos de células en todo el cuerpo humano. Foto: Aviv Regev and Anna Hupalowska, Human Cell Atlas

Este jueves, la revista Science ha publicado un importante avance en este campo, al presentar, con cuatro nuevas publicaciones, el mayor Atlas Celular Humano hasta la fecha. No es la primera vez que se secuencian nuestros órganos célula a célula. Esta línea de investigación es de tales dimensiones que quien dirige los trabajos, el Consorcio internacional Human Cell Atlas (HCA), ya había desvelado los atlas celulares de distintos órganos, como el del cerebro, pulmón o riñón.

Hasta la fecha, se habían centrado en órganos y tejidos de manera individual. Ahora, llega una serie de mapas transversales, los llamados mapas entre tejidos, el atlas de más de un millón de células individuales de 33 órganos. Se trata de un descubrimiento de grandes implicaciones terapéuticas, tanto para enfermedades comunes como raras, para el desarrollo de vacunas, la inmunología antitumoral o la medicina regenerativa.

_{Cuatro publicaciones simultáneas}

Cuando se trata de grandes descubrimientos las revistas científicas sincronizan su publicación a la vez. Esto es lo que ha ocurrido con este nuevo atlas celular y sus cuatro artículos correspondientes.

En el primer estudio, se presenta la Tabula Sapiens, un atlas celular que aporta 400 tipos de células diferentes obtenidos de 24 órganos. Para ensamblar los datos, se ha secuenciado el ARN de 500.000 células vivas de distintas personas, analizando las que venían de un solo donante y haciendo comparaciones cruzadas controladas por sus antecedentes genéticos, edad, exposición ambiental y efectos epigenéticos.

El segundo atlas se ha hecho a partir de más de 200.000 células congeladas. Las muestras proceden de 8 órganos humanos sanos de 16 donantes. Además, se han empleado técnicas de aprendizaje automático para asociar las células del atlas con miles de enfermedades relacionadas con un solo gen, así como dolencias relativas a factores genéticos complejos. El objetivo es descubrir qué tipos de células y qué genes están involucrados en ciertas enfermedades.

El sistema inmunitario humano se ha abordado en el tercer estudio, que ofrece el atlas celular del sistema inmunitario, no solo de células sanguíneas, sino de las células que están localizadas en el resto de los tejidos. Para ello, los autores de este equipo de investigación han secuenciado células inmunitarias adultas y en desarrollo de 16 tejidos de 12 donantes adultos, obteniendo la expresión génica de más de 300.000 células. Además, han desarrollado una herramienta de inteligencia artificial llamada CellTypist con la que han identificado 101 tipos celulares distintos, bien por sus características o por su estado, analizando más de un millón de células.Por último, el cuarto artículo, se ha centrado en 9 tejidos prenatales. Así, se ha elaborado un atlas unicelular y espacial del sistema inmunitario en todas las etapas de gestación. Este trabajo revela que el desarrollo de las células sanguíneas y las del sistema inmune no solo se produce en los órganos hematopoyéticos primarios sino en muchos tejidos periféricos.

Del transcriptoma a la información espacial

Como estos atlas celulares se basan en información genómica, no todos ellos incluyen información sobre la morfología de las células que se analizan, es decir, no siempre vemos cómo son esas células o dónde se sitúan. Para ello, es preciso combinar otros métodos, como los análisis histológicos o los mapas celulares de alta resolución.

“En nuestro estudio sobre el desarrollo del sistema inmunológico humano sí hemos incluido una imagen de campo claro bajo la información transcriptómica, por lo que tenemos la información morfológica de las células y del microambiente del tejido en el que se encuentran”, ha afirmado a Diario Médico Sarah Teichmann, directora de Genética Celular del Instituto Wellcome Sanger y copresidenta del comité organizador del Atlas Celular Humano.  “La resolución es de 50 micras, por lo que no se trata de una sola célula precisamente. El incluir otras tecnologías de mapeo está definitivamente en el radar de la comunidad científica”, ha asegurado.

Para Stephen Quake, presidente de CZ Biohub Network y catedrático de bioingeniería y de física aplicada de la Universidad de Stanford, aún se puede hacer más. “Muchos de nuestros tejidos los han analizado patólogos capacitados. Tenemos tinciones e imágenes ópticas que proporcionan una base para empezar a conectar la morfológica con el perfil de expresión génica. Además, solo usamos una pequeña fracción de todos los tejidos para hacer el trabajo, por lo que podemos volver atrás y revisarlos”, ha comentado Quake a este diario.

“En los atlas celulares tenemos dos brazos, el brazo celular y el brazo espacial”, ha explicado Aviv Regev, copresidenta del Atlas Celular Humano y catedrática Instituto Broad y del MIT. “El plan es tener ambos totalmente representados. También quiero destacar la importancia de los algoritmos de aprendizaje profundo, que nos ayudan a combinar un mismo tipo de datos de diferentes tejidos y son excelentes para identificar si lo que parecen manzanas o naranjas, en realidad, son la misma cosa”, ha añadido.

Secuenciada por primera vez la ‘zona gris’ del genoma humano

Un estudio en organoides muestra que los diabéticos son más susceptibles al SARS-CoV-2

Así identifica el cerebro que hemos cometido un error y aprendemos

Uno de los pioneros y mayores expertos del mundo en la técnica de secuenciación de una única célula dirige varios de los proyectos para la construcción del atlas celular humano. Se trata de Kun Zhang, catedrático del Departamento de Bioingeniería de la Universidad de California, San Diego (UCSD). Zhang ha participado en el encuentro Age Open Science que se ha celebrado esta semana en Salamanca y al que ha acudido Diario Médico.

Allí ha comparado el esfuerzo científico en obtener el atlas celular humano con la secuenciación de nuestro genoma. “Hace veinte años, cuando se elaboró el gran proyecto del genoma humano, hubo varios grupos que trabajaron solo en uno o dos cromosomas, como el cromosoma 21 o el 13. Cuando lo juntaron todo, se obtuvo el gran genoma humano”, ha explicado a este medio.

Aunque, en esta ocasión, Zhang no forma parte del macroestudio publicado este jueves en Science, sí lo ha hecho con anterioridad. “Esta investigación la coordina un gran consorcio para el que mi grupo ha contribuido con el atlas de varios órganos humanos: el atlas del cerebro, del pulmón y del riñón”, ha señalado Zhang. “Las publicaciones que salen ahora van a tener un significado importante», ha afirmado. “Serán como cuando se trabajó en uno de esos cromosomas hace 20 años, cuando se trataba de publicar el genoma humano”.

El de la especie humana no es solo el único atlas que se ha construido. Los hay de muchos otros organismos, de distintos órganos o tejidos. El de primates no humanos (macacos) se ha publicado recientemente en la revista Nature. En él han participado 35 instituciones internacionales. Entre ellas está el grupo del CIBER de Enfermedades Neurodegenerativas liderado por Pura Muñoz, la Premio Nacional de Investigación Ramón y Cajal de Biología 2021, profesora de Biología Celular ICREA de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) e investigadora del laboratorio de regeneración tisular del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

Células senescentes

Muñoz, que no ha participado en el atlas celular humano, es experta en los procesos de envejecimiento y, gracias a la técnica de scRNA-seq ha identificado distintos tipos de células senescentes, como ha expuesto en el encuentro de Salamanca. Desde allí, ha valorado el estudio en humanos para este diario y ha comentado la repercusión que los atlas celulares tendrá en el estudio de enfermedades relacionadas con la edad.

“Las células senescentes forman parte de los tejidos cuando envejecemos. También están presentes siempre que haya un daño”, ha comentado. El proceso de daño tisular conlleva la aparición de estas células, “que algunas veces son beneficiosas, pero, casi siempre son perjudiciales”, ha indicado. Lo que ocurre es que, al envejecer, comienzan a fallar los mecanismos que se encargan de eliminarlas y, con el paso del tiempo, “ejercen un papel negativo sobre las células de su entorno. Son unos invitados que causan problemas cuando hay daño y el problema es que aumentan durante el envejecimiento”, ha asegurado Muñoz.

En cuanto a las técnicas de secuenciación de célula única, tanto del primate como del ser humano “vamos a ver que aumenta el número de células dañadas, que no son buenas, en los tejidos”, ha destacado Muñoz. “Estas publicaciones nos dicen cómo estamos cuando envejecemos para poder ver las causas del envejecimiento y ver qué podemos hacer para revertirlo. Si no conocemos bien cómo estamos, no podemos hacer nada para luchar contra ello”, ha añadido.

ATLAS CELULAR HUMANO GENÉTICA

– USANDO LA TÉCNICA DE SECUENCIACIÓN DE ARN DE CÉLULA ÚNICA

El consorcio internacional desvela el transcriptoma de más de un millón de células individuales de 33 órganos.

Células individuales organizadas por su presencia en órganos y sistemas de todo el cuerpo humano. Foto: Aviv Regev y Anna Hupalowska, Human Cell Atlas

Mar de Miguel. Madrid Jue, 12/05/2022 – 21:09

El estudio del cuerpo humano se puede realizar a diferentes niveles. Podemos fijarnos en la anatomía, como se ha hecho a lo largo de los siglos; en las células y tejidos, como se avanzó con el descubrimiento del microscopio; o en sus cromosomas y genes, como se ha conseguido con la secuenciación de nuestro genoma. Después, podemos aplicar distintos enfoques. Mientras que la biología y la bioquímica intentan explicar procesos, la medicina se centra en las enfermedades para curarlas.

Con el avance de la ciencia, cada vez que se descubre algo, podemos profundizar en lo que ya sabíamos o combinar nuestros métodos para multiplicar los hallazgos. Esto lo que ocurre con las nuevas herramientas de secuenciación. El genoma que hemos obtenido para nuestra especie no es el de un humano o un órgano en concreto, sino que es la secuencia completa de un modelo ideal, en general. Aún falta por averiguar algo importante. ¿Cómo es nuestro genoma célula a célula?

La técnica que lo hace posible es la secuenciación de célula única (scRNA-seq, siglas en inglés de single cell RNA sequencing, basada en la tecnología del ARN). Hablamos de la secuencia de una sola célula, lo que abre todo un abanico de posibilidades. Con ella, los científicos cartografían el transcriptoma (de cualquier especie y de cualquier órgano) a nivel unicelular, con todas las diferencias que hay entre las células, lo que también incluye sus diferentes estadios. La información que se obtiene de estos atlas celulares es colosal y se organiza en una base de datos para cada célula.

Sus aplicaciones se disparan. En embriología, sirven para identificar de dónde procede cada célula. En el desarrollo, para trazar los linajes celulares después de nacer, los de cualquier célula en división y sus derivadas. En evolución, para comparar las células homólogas de diferentes especies. En medicina y farmacia, para identificar el origen de una enfermedad, desarrollar métodos de diagnóstico aún más finos, idear nuevos tratamientos o evaluar la eficacia de un fármaco.

Integración computacional de perfiles de una sola célula y genética para identificar genes de enfermedades y tipos de células en todo el cuerpo humano. Foto: Aviv Regev and Anna Hupalowska, Human Cell Atlas

Este jueves, la revista Science ha publicado un importante avance en este campo, al presentar, con cuatro nuevas publicaciones, el mayor Atlas Celular Humano hasta la fecha. No es la primera vez que se secuencian nuestros órganos célula a célula. Esta línea de investigación es de tales dimensiones que quien dirige los trabajos, el Consorcio internacional Human Cell Atlas (HCA), ya había desvelado los atlas celulares de distintos órganos, como el del cerebro, pulmón o riñón.

Hasta la fecha, se habían centrado en órganos y tejidos de manera individual. Ahora, llega una serie de mapas transversales, los llamados mapas entre tejidos, el atlas de más de un millón de células individuales de 33 órganos. Se trata de un descubrimiento de grandes implicaciones terapéuticas, tanto para enfermedades comunes como raras, para el desarrollo de vacunas, la inmunología antitumoral o la medicina regenerativa.

_{Cuatro publicaciones simultáneas}

Cuando se trata de grandes descubrimientos las revistas científicas sincronizan su publicación a la vez. Esto es lo que ha ocurrido con este nuevo atlas celular y sus cuatro artículos correspondientes.

En el primer estudio, se presenta la Tabula Sapiens, un atlas celular que aporta 400 tipos de células diferentes obtenidos de 24 órganos. Para ensamblar los datos, se ha secuenciado el ARN de 500.000 células vivas de distintas personas, analizando las que venían de un solo donante y haciendo comparaciones cruzadas controladas por sus antecedentes genéticos, edad, exposición ambiental y efectos epigenéticos.

El segundo atlas se ha hecho a partir de más de 200.000 células congeladas. Las muestras proceden de 8 órganos humanos sanos de 16 donantes. Además, se han empleado técnicas de aprendizaje automático para asociar las células del atlas con miles de enfermedades relacionadas con un solo gen, así como dolencias relativas a factores genéticos complejos. El objetivo es descubrir qué tipos de células y qué genes están involucrados en ciertas enfermedades.

El sistema inmunitario humano se ha abordado en el tercer estudio, que ofrece el atlas celular del sistema inmunitario, no solo de células sanguíneas, sino de las células que están localizadas en el resto de los tejidos. Para ello, los autores de este equipo de investigación han secuenciado células inmunitarias adultas y en desarrollo de 16 tejidos de 12 donantes adultos, obteniendo la expresión génica de más de 300.000 células. Además, han desarrollado una herramienta de inteligencia artificial llamada CellTypist con la que han identificado 101 tipos celulares distintos, bien por sus características o por su estado, analizando más de un millón de células.Por último, el cuarto artículo, se ha centrado en 9 tejidos prenatales. Así, se ha elaborado un atlas unicelular y espacial del sistema inmunitario en todas las etapas de gestación. Este trabajo revela que el desarrollo de las células sanguíneas y las del sistema inmune no solo se produce en los órganos hematopoyéticos primarios sino en muchos tejidos periféricos.

Del transcriptoma a la información espacial

Como estos atlas celulares se basan en información genómica, no todos ellos incluyen información sobre la morfología de las células que se analizan, es decir, no siempre vemos cómo son esas células o dónde se sitúan. Para ello, es preciso combinar otros métodos, como los análisis histológicos o los mapas celulares de alta resolución.

“En nuestro estudio sobre el desarrollo del sistema inmunológico humano sí hemos incluido una imagen de campo claro bajo la información transcriptómica, por lo que tenemos la información morfológica de las células y del microambiente del tejido en el que se encuentran”, ha afirmado a Diario Médico Sarah Teichmann, directora de Genética Celular del Instituto Wellcome Sanger y copresidenta del comité organizador del Atlas Celular Humano.  “La resolución es de 50 micras, por lo que no se trata de una sola célula precisamente. El incluir otras tecnologías de mapeo está definitivamente en el radar de la comunidad científica”, ha asegurado.

Para Stephen Quake, presidente de CZ Biohub Network y catedrático de bioingeniería y de física aplicada de la Universidad de Stanford, aún se puede hacer más. “Muchos de nuestros tejidos los han analizado patólogos capacitados. Tenemos tinciones e imágenes ópticas que proporcionan una base para empezar a conectar la morfológica con el perfil de expresión génica. Además, solo usamos una pequeña fracción de todos los tejidos para hacer el trabajo, por lo que podemos volver atrás y revisarlos”, ha comentado Quake a este diario.

“En los atlas celulares tenemos dos brazos, el brazo celular y el brazo espacial”, ha explicado Aviv Regev, copresidenta del Atlas Celular Humano y catedrática Instituto Broad y del MIT. “El plan es tener ambos totalmente representados. También quiero destacar la importancia de los algoritmos de aprendizaje profundo, que nos ayudan a combinar un mismo tipo de datos de diferentes tejidos y son excelentes para identificar si lo que parecen manzanas o naranjas, en realidad, son la misma cosa”, ha añadido.

Secuenciada por primera vez la ‘zona gris’ del genoma humano

Un estudio en organoides muestra que los diabéticos son más susceptibles al SARS-CoV-2

Así identifica el cerebro que hemos cometido un error y aprendemos

Uno de los pioneros y mayores expertos del mundo en la técnica de secuenciación de una única célula dirige varios de los proyectos para la construcción del atlas celular humano. Se trata de Kun Zhang, catedrático del Departamento de Bioingeniería de la Universidad de California, San Diego (UCSD). Zhang ha participado en el encuentro Age Open Science que se ha celebrado esta semana en Salamanca y al que ha acudido Diario Médico.

Allí ha comparado el esfuerzo científico en obtener el atlas celular humano con la secuenciación de nuestro genoma. “Hace veinte años, cuando se elaboró el gran proyecto del genoma humano, hubo varios grupos que trabajaron solo en uno o dos cromosomas, como el cromosoma 21 o el 13. Cuando lo juntaron todo, se obtuvo el gran genoma humano”, ha explicado a este medio.

Aunque, en esta ocasión, Zhang no forma parte del macroestudio publicado este jueves en Science, sí lo ha hecho con anterioridad. “Esta investigación la coordina un gran consorcio para el que mi grupo ha contribuido con el atlas de varios órganos humanos: el atlas del cerebro, del pulmón y del riñón”, ha señalado Zhang. “Las publicaciones que salen ahora van a tener un significado importante», ha afirmado. “Serán como cuando se trabajó en uno de esos cromosomas hace 20 años, cuando se trataba de publicar el genoma humano”.

El de la especie humana no es solo el único atlas que se ha construido. Los hay de muchos otros organismos, de distintos órganos o tejidos. El de primates no humanos (macacos) se ha publicado recientemente en la revista Nature. En él han participado 35 instituciones internacionales. Entre ellas está el grupo del CIBER de Enfermedades Neurodegenerativas liderado por Pura Muñoz, la Premio Nacional de Investigación Ramón y Cajal de Biología 2021, profesora de Biología Celular ICREA de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) e investigadora del laboratorio de regeneración tisular del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

Células senescentes

Muñoz, que no ha participado en el atlas celular humano, es experta en los procesos de envejecimiento y, gracias a la técnica de scRNA-seq ha identificado distintos tipos de células senescentes, como ha expuesto en el encuentro de Salamanca. Desde allí, ha valorado el estudio en humanos para este diario y ha comentado la repercusión que los atlas celulares tendrá en el estudio de enfermedades relacionadas con la edad.

“Las células senescentes forman parte de los tejidos cuando envejecemos. También están presentes siempre que haya un daño”, ha comentado. El proceso de daño tisular conlleva la aparición de estas células, “que algunas veces son beneficiosas, pero, casi siempre son perjudiciales”, ha indicado. Lo que ocurre es que, al envejecer, comienzan a fallar los mecanismos que se encargan de eliminarlas y, con el paso del tiempo, “ejercen un papel negativo sobre las células de su entorno. Son unos invitados que causan problemas cuando hay daño y el problema es que aumentan durante el envejecimiento”, ha asegurado Muñoz.

En cuanto a las técnicas de secuenciación de célula única, tanto del primate como del ser humano “vamos a ver que aumenta el número de células dañadas, que no son buenas, en los tejidos”, ha destacado Muñoz. “Estas publicaciones nos dicen cómo estamos cuando envejecemos para poder ver las causas del envejecimiento y ver qué podemos hacer para revertirlo. Si no conocemos bien cómo estamos, no podemos hacer nada para luchar contra ello”, ha añadido.