La IA ayuda a mapear la biología de las lesiones medulares con un detalle sin precedentes
EFE: La
médula espinal es uno de los sistemas biológicos más complejos y, ahora, un
equipo científico, gracias a tecnologías punteras de cartografía molecular e
inteligencia artificial, ha logrado trazar un atlas de código abierto que
ofrece una comprensión exhaustiva de la biología de las lesiones medulares.
Los
resultados se publican en la revista Nature, en un artículo en el que los
investigadores describen los difíciles procesos moleculares que se desarrollan
en cada célula tras una lesión medular, lo que abre la vía a nuevas terapias,
más eficaces y personalizadas.
El trabajo, realizado en
roedores, no sólo identifica un conjunto específico de neuronas y genes que
desempeña un papel clave para la recuperación, sino que también propone una
terapia génica derivada de los descubrimientos.
Se trata, según los
científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), de 'un
importante hito' que logra cartografiar la dinámica celular y molecular de la
parálisis con un detalle sin precedentes, gracias al proyecto de código abierto "Tabulae Paralytica".
La médula espinal humana
es uno de los sistemas biológicos más complejos conocidos por la ciencia: es
una disposición mecánica, química y eléctrica de distintos tipos de células que
trabajan en armonía para producir y regular multitud de funciones neurológicas.
Esta complejidad celular
amplifica las dificultades para tratar eficazmente la parálisis causada por
lesiones en la médula espinal.
Hasta ahora, los métodos
tradicionales de imagen y cartografía ofrecían una visión generalizada de los
mecanismos celulares de las lesiones medulares, pero la falta de especificidad
desdibujaba las distintas funciones y reacciones de los tipos de célula y
obstaculizaba el desarrollo de tratamientos específicos, explica un comunicado
de la EPFL.
"Al
ofrecer una visión excepcionalmente detallada de la dinámica celular y
molecular de la lesión medular en ratones,
a través del espacio y el tiempo, los cuatro atlas celulares que componen la
Tabulae Paralytica cierran una brecha histórica de conocimiento, allanando el
camino para tratamientos dirigidos y una mejor recuperación",
resume Grégoire Courtine.
El primer tratamiento
derivado de esta nueva comprensión es una terapia génica específica, que
aprovecha un hallazgo 'crucial': que un tipo específico de célula de soporte
llamada astrocito pierde su capacidad de responder a las lesiones en animales
envejecidos.
Otro resultado clave del
estudio es la identificación de un subconjunto específico de neuronas,
conocidas como neuronas Vsx2, que están intrínsecamente equipadas para promover
la recuperación.
"Nuestros
estudios anteriores habían apuntado en esta dirección, pero con esta nueva y
afinada comprensión, podemos decir con
certeza que las neuronas Vsx2 son responsables en gran medida de la
reorganización de los circuitos neuronales, lo que significa que son, con
mucho, la población de neuronas más interesante para reparar las lesiones de la
médula espinal", afirma Jordan Squair.
Aprendizaje
automático
Para crear el primer mapa
celular completo de lesiones medulares en modelos de roedores, los
investigadores emplearon dos tecnologías innovadoras.
La primera, la
secuenciación unicelular examina la composición genética de cada célula. Aunque
se emplea desde hace más de una década, los últimos avances permitió a los
científicos ampliar el proceso como nunca antes, generando informes detallados
de millones de células de la médula espinal.
En segundo lugar, la
transcriptómica espacial -una tecnología de vanguardia que muestra dónde se
producen estas actividades celulares- amplió el mapa a toda la médula espinal,
preservando el contexto espacial y las relaciones entre los distintos tipos celulares.
Los nuevos datos son tan
amplios que fue necesario desarrollar nuevas técnicas de aprendizaje automático
para aprovechar su complejidad.
"Ahora tenemos un mapa detallado que no sólo nos muestra qué células están implicadas, sino también cómo interactúan y cambian a lo largo del proceso de lesión y recuperación", concluye Squair.
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