PAGLos pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal (EII) sufren dolor abdominal, diarrea, sangrado rectal y pérdida de peso. A medida que estos síntomas se desarrollan, el entorno celular del intestino sufre una transformación drástica. Sin embargo, los científicos saben poco sobre el paisaje geográfico celular de esta remodelación a medida que progresa la enfermedad.
Para mapear espacialmente estas trayectorias celulares en el intestino, un equipo de investigación, dirigido por un biólogo unicelular Jeffrey Moffitt del Hospital Infantil de Boston e inmunólogo Roni Nowarski del Brigham and Women’s Hospital, obtuvieron imágenes de las moléculas de ARN de las células del intestino en un modelo murino de colitis, antes, durante y después de la inflamación. En su estudio publicado en CelúlaEl equipo demostró que a medida que la enfermedad progresaba, se producía una transformación espacial gradual del intestino, parcialmente determinada por la presencia y distribución de diversas subpoblaciones de fibroblastos relacionados con la inflamación.1 Semanas después de la retirada del fármaco inductor de colitis, algunos de estos fibroblastos conservaron un recuerdo de la inflamación.
“El contexto espacial es importante en biología”, dijo Kylie Jamesinmunóloga de las mucosas del Instituto Garvan de Investigación Médica que no participó en el estudio. Saber dónde se ubican las células en la pared gastrointestinal es importante para comprender sus funciones en los procesos inflamatorios y sus contribuciones a la enfermedad. “Tradicionalmente, esta información se ha perdido”, explicó, porque los investigadores a menudo analizan estas células una vez que se han extraído del tejido. anterior estudios han utilizado la transcriptómica espacial para mapear las firmas celulares dentro de la arquitectura intestinal, “Uno de los aspectos únicos aquí es que también observan toda la trayectoria de la inflamación, haciéndolo [at] “Se necesitan varios puntos de tiempo para entender cómo cambian las firmas celulares”, dijo James.2,3
En este estudio, los investigadores utilizaron la hibridación in situ con fluorescencia robusta a errores multiplexada (MERFISH), una tecnología de transcriptómica espacial, para seguir las trayectorias de expresión génica a lo largo de la progresión de la enfermedad. Mapearon 940 genes en los colones de ratones antes de la administración del fármaco inductor de colitis (día cero), en el período inicial de la enfermedad (día tres), en el pico de inflamación (día nueve) y después de la recuperación (día 21 y día 35).
Con estos datos, identificaron 25 vecindarios de tejidos, definidos estadísticamente por conjuntos locales recurrentes de células. Cada vecindario estaba compuesto por una mezcla única de diferentes tipos de células, como epiteliales, endoteliales, inmunes y fibroblastos, en proporciones específicas. Algunos vecindarios estaban presentes en todas las etapas (por ejemplo, sanas y enfermas), mientras que otros eran exclusivos de puntos temporales específicos.
Los investigadores descubrieron que, a medida que la enfermedad avanzaba, la prevalencia de muchos barrios cambiaba: la presencia de algunos barrios saludables disminuía, mientras que surgían algunos barrios inflamatorios. Una de las características de la mayoría de estos barrios emergentes de la enfermedad era la presencia de diversas subpoblaciones de fibroblastos asociados a la inflamación, que surgían de fibroblastos sanos. Los fibroblastos son reguladores inmunológicos clave y múltiple estudios Anteriormente se había insinuado cierto grado de heterogeneidad en los fibroblastos inflamatorios durante la EII.4,5 El presente estudio identificó subpoblaciones de fibroblastos asociados a la inflamación que difieren en la expresión genética, la ubicación espacial y la etapa de la enfermedad en la que surgieron.
“A nivel funcional, todavía no entendemos muy bien qué hacen esos diferentes subconjuntos de fibroblastos”, dijo Nowarski. “Lo que pudimos demostrar en este trabajo es que existe cierta diversidad no apreciada de esos subconjuntos de fibroblastos”.
Algunas de estas poblaciones de fibroblastos conservaron marcadores inflamatorios semanas después de que se resolviera la colitis, lo que apunta a un posible recuerdo de la enfermedad. “Eso es realmente interesante, porque en el entorno humano, podemos ver que incluso cuando las personas están en [IBD] “En la remisión, su intestino sigue siendo diferente al de una persona sana”, dijo James. Por ejemplo, muchos pacientes pueden experimentar síntomas intermitentes e impredecibles. recaídas.6 “Creo que el tipo de información temporal [presented in this study] “Puede ayudarnos a comprender la EII incluso cuando no hay inflamación activa”.
Al analizar datos humanos publicados por otros grupos, Moffitt, Nowarski y sus colegas encontraron homólogos humanos de muchos marcadores moleculares de los estados inflamatorios de las subpoblaciones de fibroblastos en pacientes con colitis ulcerosa. Esto sugiere que el colon humano inflamado también podría albergar diversos subconjuntos de fibroblastos asociados a la inflamación y experimentar cambios similares a los informados en este estudio.
Sin embargo, los autores enfatizaron que los fibroblastos no son las únicas células que experimentan transformación. “Vemos que casi todos los tipos de células responden a la enfermedad”, dijo el coautor. Pablo Cadinu del Hospital Infantil de Boston y la Facultad de Medicina de Harvard. Si bien esto puede parecer una conclusión trivial, “al mismo tiempo [it] También es sumamente poderoso, porque nos dice que los estudios futuros deberían mirar realmente en detalles y no solo enfocarse en cómo… [a few cell types] “están participando en la enfermedad”.