Científicos desarrollan método para reconstruir dinámicas celulares a partir de una sola biopsia
Investigadores de la Universidad de Oxford han creado una técnica revolucionaria llamada 'reconstrucción de dinámicas tisulares en una sola toma' (OSDR), que permite estimar cómo evolucionan las poblaciones celulares a lo largo del tiempo utilizando únicamente una muestra de tejido, según un estudio publicado en la revista Nature.
La nueva metodología, desarrollada por el equipo de investigadores de Oxford, representa un avance significativo en el estudio de procesos fisiológicos y patológicos como la inflamación y el cáncer, que emergen de interacciones celulares a lo largo del tiempo.
Hasta ahora, los científicos carecían de métodos para seguir poblaciones celulares en su contexto nativo dentro de tejidos humanos, ya que una biopsia solo ofrece una instantánea única. El enfoque OSDR (por sus siglas en inglés de one-shot tissue dynamics reconstruction) utiliza proteómica espacial para aprender cómo la composición de los entornos celulares influye en la tasa de división, proporcionando un modelo dinámico del cambio poblacional celular.
"La tecnología para manejar tantas células está casi más allá de mi imaginación", comentó el Dr. Bill Hansel, uno de los investigadores citados en el estudio, al comparar los avances actuales con métodos anteriores.
Los investigadores aplicaron OSDR a datos de cáncer de mama humano y reconstruyeron dos puntos fijos de interacciones entre fibroblastos y macrófagos, que corresponden a fibrosis "caliente" y "fría", en concordancia con experimentos de co-cultivo que midieron estas dinámicas directamente.
El estudio también descubrió un circuito excitable generador de pulsos de células T y B en el microambiente tumoral, lo que sugiere oleadas temporales de respuestas inmunes contra el cáncer, en lugar de la visión de estado estable implícita en la literatura actual.
Finalmente, los científicos validaron OSDR utilizando datos longitudinales de pacientes con cáncer de mama triple negativo que recibieron quimioterapia o una combinación de quimioterapia e inmunoterapia. En ambos regímenes de tratamiento, OSDR predijo el colapso de la población de células tumorales en pacientes que respondieron al tratamiento, pero no en aquellos que no respondieron, basándose en biopsias tomadas al inicio del tratamiento.
Este enfoque abre el camino para inferir dinámicas de poblaciones celulares a partir de instantáneas espaciales de biopsias de pacientes, lo que podría tener importantes implicaciones para el diagnóstico y tratamiento de diversas enfermedades.
La metodología OSDR puede aplicarse a una amplia gama de ensayos de proteómica espacial para permitir el análisis de dinámicas tisulares basadas en biopsias de pacientes, lo que representa un avance significativo en la comprensión de cómo evolucionan las enfermedades a nivel celular.
Según los investigadores, comprender las dinámicas de poblaciones celulares y los circuitos de comunicación celular subyacentes es un objetivo principal de la biología de tejidos, y puede permitir nuevas estrategias de tratamiento basadas en esculpir poblaciones celulares de manera deseada.
El estudio destaca que medir las dinámicas de poblaciones celulares en tejidos humanos ha sido históricamente muy difícil, ya que tomar múltiples biopsias de un solo paciente es inviable y no proporciona evidencia longitudinal de las mismas células.
Las estrategias actuales para medir dinámicas tisulares, como líneas celulares, ratones, órganos en chip o modelos de organoides, se tratan como réplicas y se analizan en diferentes momentos, pero carecen del contexto fisiológico nativo necesario para comprender completamente los procesos celulares en humanos.
