En un avenç que podria conduir al progrés científic en el tractament de malalties humanes, investigadors del BGI-Research, la Universitat de Jilin i els Instituts de Biomedicina i Salut de Guangzhou (Acadèmia Xina de Ciències), juntament amb equips de 35 institucions internacionals, entre les quals hi ha la Universitat Pompeu Fabra (UPF) a través del Grup de Recerca en Biologia Cel·lular del Departament de Medicina i Ciències de la Salut (MELIS), liderat per Pura Muñoz-Cánoves (catedràtica de la UPF, i també professora ICREA, CIBERNED i del Centre Nacional d'Investigacions Cardiovasculars - CNIC), han publicat avui el primer atles transcriptòmic de cèl·lules de tot el cos de primats no humans del món a la revista científica Nature.

En paraules de Pura Muñoz-Cánoves, “aquest treball serà una referència fonamental per a aquest àmbit de recerca i serà molt útil per a futurs estudis de primats, inclosos els humans, ja que ajudarà a entendre la naturalesa de la nostra pròpia espècie”. I afegeix que “l'esforç realitzat pels nostres col·legues a la Xina és extraordinari: han generat un atles que abasta més d'un milió de cèl·lules de 45 teixits del primat no humà (NHP) adult Macaca fascicularis.

Aquest treball serà una referència fonamental per a aquest àmbit de recerca i serà molt útil per a futurs estudis de primats, inclosos els humans, ja que ajudarà a entendre la naturalesa de la nostra pròpia espècie

Utilitzant la plataforma de seqüenciació de biblioteques unicel·lulars DNBelab C4, desenvolupada de forma independent pel BGI-Research, els investigadors van completar el transcriptoma unicel·lular de 45 teixits i òrgans de micos macacos de cua llarga (cynomolgus), obtenint un total d'1,14 milions de dades unicel·lulars i identificant 113 tipus de cèl·lules principals.

Aquest estudi i altres investigacions a gran escala sobre primats a nivell unicel·lular només són possibles gràcies als avenços en la tecnologia de seqüenciació avançada. La tecnologia pròpia de BGI-Research permet realitzar anàlisis unicel·lulars extenses i multidimensionals amb gran sensibilitat i precisió.

Els primats no humans, com els macacos, són les espècies més properes als humans en l'arbre evolutiu. En cartografiar el transcriptoma del macaco a nivell unicel·lular, els científics disposen ara d'una base de dades, o biblioteca unicel·lular, que es pot utilitzar per:

• Desenvolupar mètodes de diagnòstic i tractament de malalties
• Avaluar l'eficàcia dels fàrmacs clínics,
• Analitzar l'evolució cel·lular entre espècies
• Analitzar les funcions cognitives avançades del cervell

El mapeig de cèl·lules individuals ha permès a l'equip identificar els tipus de cèl·lules que poden contribuir a les malalties humanes o fer que els individus siguin més susceptibles a la malaltia. Per exemple, a la covid-19, la major manifestació és la pneumònia perquè el SARS-CoV-2 infecta un petit grup de cèl·lules al pulmó. No obstant això, el mapeig unicel·lular del macaco també va identificar certes cèl·lules en altres teixits que poden infectar-se en els primats. Això pot ajudar els metges a entendre on cercar signes de covid-19.

El mapeig unicel·lular també pot ajudar a identificar quines cèl·lules metabolitzen les calories del greix, cosa que permet als investigadors comprendre els factors subjacents que contribueixen a l'obesitat. De la mateixa manera, aquest procés podria ajudar a identificar quines cèl·lules regulen els circuits neuronals al cervell, cosa que conduiria a possibles tractaments per a malalties neurològiques.

"La investigació unicel·lular està transformant la nostra comprensió de les funcions dels teixits i els òrgans a nivell cel·lular, fet que explica com es desenvolupen les malalties i com es poden tractar", remarca el Dr. Liu Longqi de BGI-Research, un dels autors de l’article. I afegeix que "disposar d'un mapa unicel·lular dels òrgans de tot el cos del macaco adult millorarà significativament la capacitat de determinar com desenvolupar possibles tractaments per a les malalties humanes amb més precisió".

"En comprendre els tipus de cèl·lules i les seves característiques, els científics podran predir l'impacte dels tractaments de malalties en estructures cel·lulars específiques i, per tant, desenvolupar enfocaments més específics per a malalties genètiques monogèniques o complexes", assegura el Dr. Xu Xun , coautor de l'article i director de BGI-Research.

"Aquest estudi omple el buit del mapa unicel·lular dels primats no humans i constitueix un ric recurs de dades que servirà de referència molt important per a l'evolució de les espècies en el futur, la ciència del cervell, l'avaluació i el cribratge de fàrmacs i els estudis de recerca preclínica", afirma un altre autors, el Dr. Miguel A. Esteban, de la Universitat de Jilin i els Instituts de Biomedicina i Salut de Guangzhou (Acadèmia Xina de Ciències).

Aquest atles serà valuós per comprendre els teixits que no han estat perfilats en absolut a nivell de cèl·lula/nucli únic en humans o que no tenen prou nombre de cèl·lules, establint comparacions adaptatives entre espècies i predint la susceptibilitat a les malalties

Per a Pura Muñoz-Cánoves i Joan Isern (investigador sènior del CNIC que també ha participat a l'estudi), “pel que fa al múscul esquelètic, el teixit d'interès al nostre laboratori, la RNA-seq de nucli únic ofereix la possibilitat d'estudiar poblacions cel·lulars que no poden ser caracteritzades per l'anàlisi convencional de RNA-seq de cèl·lula única, com els mionuclis de les fibres musculars esquelètiques multinucleades”. I afegeix que “per tant, aquest atles serà valuós per comprendre els teixits que no han estat perfilats en absolut a nivell de cèl·lula/nucli únic en humans o que no tenen prou nombre de cèl·lules, establint comparacions adaptatives entre espècies i predint la susceptibilitat a les malalties”.

L'estudi Cell transcriptomic atles de non-human primat Macaca fascicularis ha comptat amb la participació d'investigadors de la Xina, Alemanya, Itàlia, Singapur, Suècia i el Regne Unit, a més d'Espanya.