Prote\u00edna MUC5b (roja) en c\u00e9lulas caliciformes residentes en criptas; MUC2 (verde) en todas las c\u00e9lulas caliciformes. Cr\u00e9dito: Magness Lab, Facultad de Medicina de la UNC <\/p>\n
Si te pones nervioso, es posible que lo sientas en el est\u00f3mago. Si comes chili, tu intestino puede rebelarse, pero tu amigo puede comer cualquier cosa y sentirse genial. Puedes tomar ibuprofeno como si fuera un caramelo sin efectos nocivos, pero la barriga de tu amigo podr\u00eda sangrar y no aliviar el dolor. \u00bfPor qu\u00e9 es esto? La respuesta r\u00e1pida es porque todos somos diferentes. Las siguientes preguntas son qu\u00e9 tan diferentes son exactamente y qu\u00e9 significan estas diferencias para la salud y la enfermedad. Responderlas es mucho m\u00e1s dif\u00edcil, pero el laboratorio de la Facultad de Medicina de la UNC de Scott Magness, Ph.D., est\u00e1 revelando algunas respuestas cient\u00edficas interesantes. <\/p>\n
Por primera vez, el laboratorio de Magness utiliz\u00f3 tractos gastrointestinales humanos completos de tres donantes de \u00f3rganos para mostrar c\u00f3mo los tipos de c\u00e9lulas difieren en todas las regiones de los intestinos, arrojar luz sobre las funciones celulares y mostrar las diferencias de expresi\u00f3n g\u00e9nica entre estas c\u00e9lulas y entre individuos.<\/p>\n
Este trabajo, publicado en Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology, abre la puerta a la exploraci\u00f3n de las m\u00faltiples facetas de la salud intestinal de una manera mucho m\u00e1s precisa y con mayor resoluci\u00f3n que nunca.<\/p>\n
\u00abNuestro laboratorio demostr\u00f3 que es posible aprender sobre la funci\u00f3n de cada tipo de c\u00e9lula en procesos importantes, como la absorci\u00f3n de nutrientes, la protecci\u00f3n contra par\u00e1sitos y la producci\u00f3n de moco y hormonas que regulan el comportamiento alimentario y la motilidad intestinal\u00bb, dijo Magness, profesor asociado en el Departamento de Ingenier\u00eda Biom\u00e9dica del Estado Conjunto UNC-NC y autor principal del art\u00edculo. \u00abTambi\u00e9n aprendimos c\u00f3mo el revestimiento intestinal podr\u00eda interactuar con el medio ambiente a trav\u00e9s de receptores y sensores, y c\u00f3mo los medicamentos podr\u00edan interactuar con diferentes tipos de c\u00e9lulas\u00bb.<\/p>\n
El intestino sensible<\/p>\n
Piense en un t\u00edpico locuci\u00f3n comercial farmac\u00e9utica cuando el actor de doblaje recita de manera agradable los posibles efectos secundarios, como diarrea, v\u00f3mitos, sangrado intestinal y otros da\u00f1os colaterales desagradables. Bueno, el laboratorio de Magness est\u00e1 tratando de comprender por qu\u00e9 ocurren esos efectos secundarios, hasta el nivel de las c\u00e9lulas individuales, sus funciones, sus ubicaciones y sus genes.<\/p>\n
Para esta investigaci\u00f3n, el laboratorio de Magness se centr\u00f3 en la epitelio: la capa gruesa unicelular que separa el interior de los intestinos y el colon de todo lo dem\u00e1s. Al igual que otras poblaciones de c\u00e9lulas y la microbiota, el epitelio es incre\u00edblemente importante para la salud humana y durante a\u00f1os los cient\u00edficos lo han estado explorando. Pero hasta ahora, los investigadores solo pod\u00edan tomar peque\u00f1as biopsias del tama\u00f1o de granos de arroz de unas pocas partes del tracto digestivo, generalmente del colon o regiones limitadas del intestino delgado.<\/p>\n
\u00abTal exploraci\u00f3n ser\u00eda como mirando a los Estados Unidos desde el espacio pero solo investigando lo que est\u00e1 pasando en Massachusetts, Oklahoma y California\u00bb, dijo Magness. \u00abPara aprender realmente sobre el pa\u00eds, nos gustar\u00eda verlo todo\u00bb.<\/p>\n
Magness se apoy\u00f3 en los primeros autores, el becario postdoctoral Joseph Burclaff, Ph.D., y el estudiante de posgrado Jarrett Bliton, ambos aprendices en el laboratorio de Magness.<\/p>\n
\u00abNo solo queremos identificar d\u00f3nde est\u00e1n ubicadas las c\u00e9lulas, sino que queremos saber exactamente qu\u00e9 tipos de c\u00e9lulas hacen qu\u00e9 y por qu\u00e9\u00bb, dijo Burclaff. \u00abAs\u00ed que, siguiendo con la analog\u00eda del mapa, no queremos simplemente decir, ‘oh, ah\u00ed est\u00e1 Carolina del Norte’. Queremos saber d\u00f3nde conseguir la mejor barbacoa. Queremos una vista a nivel del suelo para saber tanto como sea posible. \u00ab<\/p>\n
En el pasado, los investigadores trituraban esas biopsias del tama\u00f1o de un arroz para identificar todos los tipos de c\u00e9lulas epiteliales y aprender algunas caracter\u00edsticas generales de estas c\u00e9lulas. El enfoque de Magness fue tomar muestras de miles de c\u00e9lulas individuales de cada parte del tracto digestivo inferior (intestino delgado y colon) para crear un atlas y luego estudiar los roles potenciales de estas c\u00e9lulas a trav\u00e9s de los genes que expresa cada c\u00e9lula. Saber todo esto profundizar\u00eda el conocimiento cient\u00edfico sobre el epitelio intestinal y, con suerte, alentar\u00eda a otros cient\u00edficos a explorar la funci\u00f3n de cada c\u00e9lula en biolog\u00eda, en enfermedades y en el desafortunado escenario de los efectos secundarios farmac\u00e9uticos.<\/p>\n
Hacer un estudio tan profundo inmersi\u00f3n de c\u00e9lulas individuales, Magness necesitaba dos cosas: mejor tecnolog\u00eda y todo el tracto digestivo de los humanos.<\/p>\n
La biolog\u00eda de los datos<\/p>\n
UNC-Chapel Hill adquiri\u00f3 ARN de \u00faltima generaci\u00f3n tecnolog\u00eda de secuenciaci\u00f3n hace varios a\u00f1os para la creaci\u00f3n de la Instalaci\u00f3n central de an\u00e1lisis avanzado a trav\u00e9s del Centro de enfermedades gastrointestinales y biolog\u00eda de la UNC, que desarroll\u00f3 la facultad de investigaci\u00f3n cient\u00edfica e intelectual, el personal, los posdoctorados y los estudiantes para utilizar equipos de \u00faltima generaci\u00f3n.<\/p>\n
El Grupo Magness adquiri\u00f3 tractos digestivos humanos a trav\u00e9s de un acuerdo de investigaci\u00f3n con los servicios de donantes de \u00f3rganos en HonorBridge. Cuando los intestinos se extraen para trasplante y si no son reclamados por grupos de mayor prioridad, el personal de HonorBridge se coordina con Magness Group para donar los \u00f3rganos aptos para trasplante para investigaci\u00f3n.<\/p>\n
Seis a ocho horas despu\u00e9s de la extracci\u00f3n, el El laboratorio de Magness recibe tractos intestinales intactos, cada uno de unos 15 a 30 pies de largo. Eliminan la capa epitelial, que es una pieza larga de tejido conectado a pesar de tener solo una c\u00e9lula de espesor. Luego, los investigadores usan enzimas para descomponer el epitelio en c\u00e9lulas individuales. Para este estudio, repitieron esto para los \u00f3rganos de tres donantes distintos.<\/p>\n
Las prote\u00ednas CFTR (verde) y FKBP1A (roja) son un objetivo principal del f\u00e1rmaco Tacrolimus en las c\u00e9lulas BEST4+ del intestino delgado. Cr\u00e9dito: Laboratorio Magness, Facultad de Medicina de la UNC <\/p>\n
Usando la tecnolog\u00eda de secuenciaci\u00f3n para caracterizar la expresi\u00f3n g\u00e9nica, el grupo de Magness primero extrae el ARN de cada c\u00e9lula mientras mantiene cada c\u00e9lula separada, y luego ejecuta la secuenciaci\u00f3n de una sola c\u00e9lula, que toma una instant\u00e1nea de la cual genes que cada c\u00e9lula intestinal est\u00e1 expresando y cu\u00e1nto.<\/p>\n
\u00abLa imagen que obtenemos de cada c\u00e9lula es un mosaico de todos los diferentes tipos de genes que las c\u00e9lulas producen y este complemento de genes crea una ‘firma’ para decir qu\u00e9 tipo de c\u00e9lula es y potencialmente qu\u00e9 est\u00e1 haciendo\u00bb, dijo Magness. \u00ab\u00bfEs una c\u00e9lula madre, una c\u00e9lula mucosa, una c\u00e9lula productora de hormonas o una c\u00e9lula de se\u00f1alizaci\u00f3n inmunitaria?<\/p>\n
Burclaff agreg\u00f3: \u00abPudimos ver las diferencias en los tipos de c\u00e9lulas en todo el tracto digestivo, y podemos ver diferentes niveles de expresi\u00f3n g\u00e9nica en los mismos tipos de c\u00e9lulas de tres personas diferentes. Podemos ver los diferentes conjuntos de genes activados o desactivados en c\u00e9lulas individuales. As\u00ed es como, por ejemplo, podr\u00edamos comenzar a entender por qu\u00e9 algunas personas desarrollan toxicidad a ciertos alimentos o medicamentos y otras no\u00bb.<\/p>\n
Un problema importante con este tipo de investigaci\u00f3n es la gran cantidad de datos producidos La secuenciaci\u00f3n de una sola c\u00e9lula recoge alrededor de 11,000 ‘lecturas’, o muestras individuales de productos gen\u00e9ticos en una sola c\u00e9lula, y en muchos miles de c\u00e9lulas individuales, cada una con diferentes combinaciones de los m\u00e1s de 20,000 genes humanos que est\u00e1n activados o activados. Esto crea casi 140\u00a0000\u00a0000 de puntos de datos para las 12\u00a0590 c\u00e9lulas del estudio que deben colocarse en un formato visualizable para que los cient\u00edficos puedan entender la gran cantidad de informaci\u00f3n.<\/p>\n
\u00abEl cerebro humano puede solo comprender dos dimensiones, tres es un desaf\u00edo \u00ab, dijo Magness. \u00abAgregue tiempo, y es a\u00fan m\u00e1s complicado comprender lo que est\u00e1 haciendo una sola c\u00e9lula. La cantidad de datos que produjeron nuestros experimentos fue b\u00e1sicamente millones de dimensiones a la vez\u00bb.<\/p>\n
Bliton ide\u00f3 t\u00e9cnicas computacionales para filtrar los datos y producir un conjunto de datos manejable que incluyera poblaciones de c\u00e9lulas de todas las partes del tracto GI. Luego, bas\u00e1ndose en lo que Magness y otros investigadores ya hab\u00edan aprendido de cada tipo de c\u00e9lula, Bliton pudo identificar computacionalmente cada tipo de c\u00e9lula de cada regi\u00f3n. Luego traz\u00f3 estos datos de una manera que los humanos pueden entender e interpretar.<\/p>\n
Controlar la inmensa cantidad de datos permiti\u00f3 a los cient\u00edficos aprender mucho sobre cada tipo de c\u00e9lula. Considere la c\u00e9lula del penacho, descubierta hace 40 a\u00f1os y llamada as\u00ed porque parece tener mechones de cabello en su superficie. Resulta que estas c\u00e9lulas del penacho expresan similares genes como los de las papilas gustativas en la lengua.Otros investigadores descubrieron que estas c\u00e9lulas en penacho detectaban infecciones por gusanos y enviaban se\u00f1ales al sistema inmunitario para comenzar a librar una guerra.El laboratorio de Magness demostr\u00f3 que las c\u00e9lulas en penacho exhiben un conjunto de g Se cree que los enes son importantes para detectar y \u00absaborear\u00bb otros tipos de contenido intestinal para que puedan enviar se\u00f1ales al sistema inmunitario si es necesario. Esto representar\u00eda una funci\u00f3n mucho m\u00e1s amplia que detectar si hay un par\u00e1sito en su intestino o no.<\/p>\n
\u00abNo solo describimos cada tipo de c\u00e9lula y cada gen que expresan individualmente, sino que tambi\u00e9n observamos el potencial funciones\u00bb, dijo Burclaff. \u00abSi observa la mucosidad intestinal, que es una mezcla compleja que protege las c\u00e9lulas, mostramos qu\u00e9 c\u00e9lulas expresan varias prote\u00ednas de mucina, cu\u00e1nto y en qu\u00e9 regiones del tracto digestivo. Observamos d\u00f3nde se expresan las enzimas espec\u00edficas que digieren los alimentos. \u00abObservamos c\u00e9lulas con expresi\u00f3n g\u00e9nica antiinflamatoria y genes de sinapsis donde el intestino probablemente est\u00e1 conectado a los nervios para que pueda hablar con el resto del cuerpo. Examinamos las acuaporinas, prote\u00ednas involucradas en la transferencia de agua a trav\u00e9s de la membrana intestinal\u00bb. \/p> <\/p>\n
Lo que el grupo de Magness encontr\u00f3 fue un nivel completamente nuevo de variaci\u00f3n en las funciones potenciales que no se hab\u00eda apreciado previamente mediante la mezcla de muestras de biopsia.<\/p>\n
Los investigadores exploraron todos los receptores epiteliales, las prote\u00ednas de la superficie celular utilizadas para comunicarse con otras c\u00e9lulas y mol\u00e9culas y con el entorno del intestino. Magness y sus colegas pudieron ver qu\u00e9 receptores se expresaban m\u00e1s y en qu\u00e9 tipos de c\u00e9lulas, dibujando una nueva imagen de c\u00f3mo las c\u00e9lulas podr\u00edan interactuar con los contenidos intestinales, como nutrientes, microbios, toxinas y drogas.<\/p>\n
\u00abHasta ahora como sabemos, somos los primeros en hacer este tipo de an\u00e1lisis a lo largo del intestino humano de tres donantes completos\u00bb, dijo Bliton. \u00abPodemos observar cada tipo de c\u00e9lula y predecir qu\u00e9 productos farmac\u00e9uticos podr\u00edan afectar a qu\u00e9 tipo de c\u00e9lula individualmente\u00bb.<\/p>\n
Por ejemplo, hay una clase de medicamentos para tratar la enfermedad inflamatoria intestinal; est\u00e1n dise\u00f1ados para atacar objetivos espec\u00edficos, ciertas c\u00e9lulas inmunitarias que desencadenan la inflamaci\u00f3n. Pero el laboratorio de Magness descubri\u00f3 que algunas c\u00e9lulas epiteliales expresan los mismos genes que los de las c\u00e9lulas inmunitarias que est\u00e1n destinadas a ser el objetivo. Este hallazgo indica que podr\u00eda haber efectos \u00abfuera del objetivo\u00bb en las c\u00e9lulas epiteliales que no est\u00e1n previstos y que podr\u00edan provocar efectos secundarios.<\/p>\n
\u00abEsto no se sab\u00eda\u00bb, dijo Burclaff. \u00abMuchos medicamentos tienen efectos secundarios GI malos. Y podr\u00eda deberse a que los medicamentos est\u00e1n afectando c\u00e9lulas individuales a lo largo de todo el tracto GI. Mostramos d\u00f3nde se expresan m\u00e1s estos receptores y en qu\u00e9 tipos de c\u00e9lulas\u00bb.<\/p>\n
Este tipo de conocimiento es solo uno de los resultados del estudio inicial del laboratorio de Magness.<\/p>\n
\u00abQueremos que la comunidad cient\u00edfica, m\u00e9dica y farmac\u00e9utica use lo que hemos encontrado\u00bb, dijo Magness. \u00abAdoptamos un enfoque anal\u00edtico para abordar met\u00f3dicamente cada tipo de c\u00e9lula, generar hojas de c\u00e1lculo f\u00e1ciles de leer y accesibles para la mayor\u00eda de los cient\u00edficos y mostrar varios ejemplos de lo que podemos descubrir con este tipo de enfoque de alta resoluci\u00f3n y precisi\u00f3n\u00bb.<\/p>\n
Adem\u00e1s de los investigadores antes mencionados, otros autores son Keith Breau, Meryem Ok, Ismael Gomez-Martinez, Jolene Ranek, Aadra Bhatt, Jeremy Purvis y John Woosley, todos en UNC-Chapel Hill. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Los cient\u00edficos identifican un gen vital para la reconstrucci\u00f3n del intestino despu\u00e9s del tratamiento del c\u00e1ncer por transcript\u00f3mica unicelular, Gastroenterolog\u00eda y Hepatolog\u00eda Celular y Molecular (2022). DOI: 10.1016\/j.jcmgh.2022.02.007 Proporcionado por University of North Carolina Health Care Cita<\/strong>: Los cient\u00edficos trazan un mapa del intestino humano completo con resoluci\u00f3n de una sola c\u00e9lula (2022, 18 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https: \/\/medicalxpress.com\/news\/2022-02-scientists-entire-human-gut-cell.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Prote\u00edna MUC5b (roja) en c\u00e9lulas caliciformes residentes en criptas; MUC2 (verde) en todas las c\u00e9lulas caliciformes. Cr\u00e9dito: Magness Lab, Facultad de Medicina de la UNC Si te pones nervioso, es posible que lo sientas en el est\u00f3mago. Si comes chili, tu intestino puede rebelarse, pero tu amigo puede comer cualquier cosa y sentirse genial. Puedes … Continuar leyendo \u00abLos cient\u00edficos mapean todo el intestino humano con resoluci\u00f3n de una sola c\u00e9lula\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-8166","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8166","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8166"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8166\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8166"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8166"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8166"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}