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Un completo atlas celular espacial del corazón humano en desarrollo, presentado esta semana en Nature, revela cómo distintas comunicades de células cardiacas interactúan y se organizan en complejas estructuras fundamentales para el funcionamiento de este órgano.
El corazón es el primer órgano que se desarrolla en los mamíferos y está formado por estructuras muy organizadas que necesitan coordinarse para funcionar correctamente. Los defectos en estas estructuras pueden contribuir a cardiopatías congénitas y a afecciones cardiacas en adultos.
Sin embargo, aún no está claro cómo se coordinan espacialmente los diversos tipos de células cardiacas para crear las complejas estructuras morfológicas que son cruciales para la función del corazón.
Con el desarrollo de las tecnologías unicelulares en los últimos años, los científicos han generado una lista refinada de los tipos celulares del corazón humano adulto y sus progenitores.
Un nuevo estudio de un equipo de la Universidad de California San Diego (EE UU) ha combinado el análisis unicelular con datos de expresión génica y ha elaborado un mapa espacial del corazón humano en desarrollo con una resolución de células individuales. Los resultados se han presentado en el último número de Nature.
Los científicos han descubierto “la distribución regional de una amplia gama de subpoblaciones de células cardiacas y revelado cómo interactúan estas células durante el desarrollo del órgano”.
Este tipo de análisis identificó 75 subpoblaciones que presentaban características correspondientes a su localización anatómica y fase de desarrollo, incluidos nuevos subtipos celulares en las válvulas cardiacas.
Un método de obtención de imágenes espaciales denominado MERFISH permitió la identificación espacial preliminar de células individuales mediante la obtención simultánea de imágenes de cientos a miles de genes específicos en una sola célula.
Junto con la transcriptómica unicelular, estos datos permitieron al equipo mapear transcriptomas completos en un mapa espacial preliminar, permitiendo una resolución y profundidad de comprensión sin precedentes de las células individuales y dónde residen.
En el trabajo, descubrieron interacciones entre combinaciones específicas de poblaciones celulares, lo que arrojó luz sobre los patrones de señalización que impulsan el desarrollo de diferentes estructuras cardiacas.
Según los autores, el análisis de las interacciones célula-célula dentro de estas comunidades, mediante la utilización de modelos de ratón modificados in vivo y sistemas de células madre pluripotentes humanas in vitro, reveló vías de señalización multicelulares que orquestan la organización espacial de las subpoblaciones celulares cardiacas durante la morfogénesis de la pared ventricular.
Estos hallazgos detallados sobre las interacciones sociales celulares y la especialización de los tipos de células cardiacas que construyen y remodelan el corazón humano ofrecen nuevas perspectivas sobre las cardiopatías estructurales y la ingeniería de tejidos multicelulares complejos para la reparación del corazón humano, concluyen.
Referencia:
Neil Chi et al. “Spatially organized cellular communities form the developing human heart” Nature (2023).
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