Descubre el organismo humano con una minuciosidad sin precedentes en

Tras un lustro de indagaciones y diversos ensayos infructuosos, un grupo global encabezado por facultativos e investigadores del University College de Londres ha dado a conocer este miércoles su Atlas de órganos humanos, una suerte de Google Earth del organismo que aspira a transformar la indagación biomédica y el análisis de dolencias como la hipertensión, la diabetes, el cáncer o la covid, al vincular deficiencias sistémicas, divergencias anatómicas o modelos ligados a afecciones complicadas en los órganos de un mismo individuo.

Las imágenes tridimensionales de esta nueva plataforma han sido generadas con un nivel de detalle sin precedentes a partir de los órganos de donantes fallecidos. Esto ha sido posible gracias a una técnica de rayos X de altísima potencia, denominada HiP-CT, que permite generar reproducciones de los órganos completos y llegar a un nivel celular con total precisión sin necesidad de cortar o dañar los tejidos. “Esta capacidad multiescala convierte a este atlas en un recurso único, capaz de conectar la anatomía macroscópica con detalles histológicos en 3D”, subrayan sus creadores, que han publicado su obra en la revista Science Advances.

Para llegar hasta aquí, el grupo de expertos fue mejorando una versión beta que lanzaron en 2021, en uno de los momentos más difíciles de la pandemia. “Hemos ido incorporando más funciones y añadiendo más datos al portal para que el atlas sea lo que es hoy”, cuenta a través de videollamada la ingeniera mecánica Claire Walsh, del University College de Londres, una de las principales impulsoras del proyecto. La investigadora recuerda que algunas de las primeras informaciones compartidas en el atlas sobre pacientes fallecidos por covid dieron lugar a publicaciones que revelaban lesiones vasculares microscópicas nunca antes vistas. Ese y otros descubrimientos se convirtieron en la primera piedra para construir algo más grande.

La especialista explica que uno de los mayores retos que ha tenido el equipo de trabajo ―formado por más de una veintena de investigadores― fue la de escanear órganos completos y hacer accesibles grandes cantidades de datos. Cada conjunto de datos puede alcanzar cientos de gigabytes o incluso más de un terabyte. El mayor, la información sobre un cerebro, alcanza los 14 terabytes. “Para poder almacenar esas imágenes en la nube y permitir su visualización interactiva necesitábamos una infraestructura enorme. Y en eso hemos invertido muchísimo tiempo en los últimos años, para hacer que estos datos sean realmente interactivos”, cuenta Walsh.

Esta plataforma constituye un almacén de información anatómica de libre acceso que facilita a científicos, docentes y a la ciudadanía la consulta de sus materiales mediante la red. Asimismo, proporciona utilidades informáticas y materiales didácticos destinados a simplificar y agilizar su manejo. Del mismo modo, incorpora funciones de localización, catálogos visuales y grabaciones, visualizadores web y alternativas para bajar archivos. La doctora Walsh destaca la relevancia que un conjunto de este tipo puede aportar al estudio biomédico de patologías como el cáncer. “Con la imagen clínica solo puedes ver metástasis relativamente grandes. Y con histología, con cortes, es como buscar una aguja en un pajar. Con la HiP-CT puedes hacer barridos de alta resolución y detectar posibles micrometástasis, para luego escanear esa zona con aún más detalle”, señala.

Walsh agrega otro ejemplo: los hallazgos que han hecho en el estudio de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). “Durante mucho tiempo se pensó que era exclusivamente pulmonar, pero las personas con EPOC tienen mucha más tendencia a problemas cardiovasculares, claramente hay un componente multisistémico. Lo mismo sucede con diabetes, hipertensión y otras enfermedades multisistémicas”, apunta. También en el estudio anatómico de los riñones. “En el riñón descubrimos que los glomérulos no están todos al final de la red vascular, como se creía, sino distribuidos de forma completamente distinta”, dice con asombro.

El proyecto, que ha sido desarrollado en las instalaciones del Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón, en Grenoble (Francia), está formado por investigadores, ingenieros, médicos y especialistas en infraestructura, unidos dentro del Human Organ Atlas Hub, un consorcio formado por nueve institutos en Europa y Estados Unidos. Hasta ahora reúne información de 25 donantes, cuyas muestras provienen de más de una docena de biobancos europeos, entre ellos el Biobanco Unificado de Hannover y el Laboratorio de Anatomía de los Alpes Franceses. Los resultados disponibles incluyen datos tridimensionales de 56 órganos de 11 tipos diferentes, entre ellos, el cerebro, el corazón, el riñón, el hígado, el pulmón, el útero o la próstata.

A pesar del progreso que implica el desarrollo de una plataforma de este calibre, uno de los desafíos centrales del atlas radica en la heterogeneidad orgánica vinculada al sexo y la edad, dado que la mayor parte de los ejemplares actuales provienen de varones con una media de 73 años. No obstante, Walsh aclara que esta noción es errónea: “Aunque los que están ya publicados son mayoritariamente masculinos, representan solo alrededor del 30% de los datos del consorcio. El resto está en proceso de preparación para publicarse, y ahí la proporción no es tan sesgada. Tenemos más donantes femeninas, pero esta primera colección está muy influida por los casos de covid, en los que los hombres tuvieron peores resultados, así que hubo más donaciones masculinas”, sostiene.

Respecto a la edad de los donantes, Walsh señala que el predominio de personas mayores de 60 años es comprensible: “La gente joven suele estar destinada a trasplantes, así que el atlas siempre estará más orientado a edades avanzadas”. La especialista asocia esta distribución a un aspecto clave de la realidad sanitaria actual: “El envejecimiento es uno de los mayores retos socioeconómicos contemporáneos, ya que las enfermedades asociadas a la edad son hoy una de las principales cargas globales de la salud pública”, sentencia.

Ciencia abierta

El Atlas de órganos humanos no solo destaca por la calidad de sus imágenes, sino también por su compromiso con los principios FAIR (localizable, accesible, interoperable y reutilizable, por sus siglas en inglés). Desde el inicio, el equipo apostó por lo que se conoce como ciencia abierta. “Quisimos que estos datos fueran accesibles para todos y construir una infraestructura científica abierta y compartida a escala global”, señala Paul Tafforeau, científico del sincrotrón de Grenoble y creador de la plataforma. Todos los datos están disponibles bajo licencia Creative Commons Attribution 4.0, lo que permite su reutilización siempre que se cite la fuente. “El Atlas de órganos humanos demuestra lo que la ciencia en equipo puede lograr en su máxima expresión”, comenta Walsh.

Los integrantes del proyecto pretenden incrementar el catálogo incorporando más órganos, una pluralidad de donantes más amplia y utilidades recientes, al tiempo que impulsan una colectividad accesible y vinculada que favorezca la indagación, la enseñanza y el avance de la inteligencia artificial. “En el futuro esperamos desarrollar la técnica para poder obtener imágenes de cuerpos humanos completos con una resolución de 10 a 20 veces mayor que la actual”, destacan sus fundadores. Se trata de un activo que persistirá en la evolución de la ciencia y la formación facultativa durante los ciclos venideros. “Estos datos podrían transformar la forma en que se estudia y se comprende la anatomía”, asevera Claire Walsh.