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Cada ser humano é uma orquestra finamente ajustada de mais de 37 trilhões de células. Mapear esse mundo pouco conhecido é um dos maiores desafios da biologia — e os cientistas afirmam ter feito um avanço significativo nessa direção.

As novas pesquisas baseadas nas descobertas, publicadas em diversos artigos na quarta-feira (20) na Nature e suas revistas irmãs, representam um “salto na compreensão do corpo humano”, segundo o consórcio Atlas de Células Humanas.

O empreendimento é similar em escala e escopo ao Projeto Genoma Humano, que levou duas décadas para ser concluído.

“As células são a unidade básica da vida, e quando algo dá errado, começa com nossas células primeiro”, afirma Aviv Regev, cofundadora do Atlas de Células Humanas e vice-presidente executiva de pesquisa e desenvolvimento inicial da Genentech, uma empresa de biotecnologia baseada em South San Francisco, Califórnia.

“O desafio que tínhamos era que não conhecíamos as células bem o suficiente para entender como variantes e mutações em nossos genes realmente afetam as doenças. Uma vez que temos esse mapa, podemos encontrar melhor as causas das doenças”, ela disse em uma coletiva de imprensa na terça-feira (19).

Atualização para um “mapa do século XV”

Regev comparou o conhecimento científico da biologia celular antes da iniciativa do Atlas de Células Humanas com um “mapa do século XV”.

“Agora, anos depois, a resolução do mapa é muito maior”, afirma. “É mais como o Google Maps, onde você tem uma visão de alta resolução da topografia real, e em cima disso, você tem a visão da rua que realmente explica o que está acontecendo lá. Além disso, você pode até ver os padrões de movimento, como as mudanças dinâmicas que acontecem durante o dia”, acrescenta.

Um desafio é que diferentes tipos de células podem parecer morfologicamente indistinguíveis sob um microscópio, mas podem variar dramaticamente no nível molecular. Além disso, as células mudam conforme os humanos envelhecem e em relação ao ambiente externo.

Os avanços na tecnologia de sequenciamento de células individuais permitem aos cientistas entender como os genes em uma célula individual são ligados e desligados analisando o RNA, que lê o DNA contido em cada célula. Esta tecnologia, combinada com métodos poderosos de computação e inteligência artificial, permite aos pesquisadores criar uma carteira de identidade para cada tipo de célula.

Antes, pensava-se que havia apenas cerca de 200 tipos diferentes de células. Os cientistas agora sabem que existem milhares. O consórcio está construindo mapas de 18 redes biológicas, sendo o cérebro a mais complexa, e o primeiro rascunho completo do Atlas de Células Humanas será publicado em 2026, segundo Regev. O atlas de células visa preencher um elo perdido entre genes, doenças e terapias de tratamento.

“Esta é uma jornada incrivelmente emocionante, em termos de nossa jornada pelo corpo humano e descoberta de novos insights fundamentais sobre nossas células”, afirma Sarah Teichmann, copresidente fundadora do Human Cell Atlas e professora do Cambridge Stem Cell Institute da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

Marcos podem desbloquear novos tratamentos

Os marcos tornados públicos na quarta-feira (20) incluem o mapeamento de todas as células do intestino; a produção de um projeto de como os esqueletos humanos se formam no útero; a compreensão da estrutura básica do timo, um órgão que desempenha um papel fundamental no funcionamento do sistema imunológico; o mapeamento da arquitetura molecular da placenta; e a construção de um atlas das células vasculares humanas.

O atlas do trato gastrointestinal, que inclui os tecidos da boca até o esôfago, estômago, intestinos e cólon, foi criado com dados de 1,6 milhão de células e revelou um tipo de célula que pode desempenhar um papel em condições crônicas como a doença inflamatória intestinal. O mapa inicial do esqueleto encontrou certos genes ativados nas células ósseas iniciais que podem estar ligados a um risco aumentado de desenvolver artrite no quadril na idade adulta.

“Ter uma imagem mais clara do que está acontecendo conforme nosso esqueleto se forma, e como isso impacta condições como a osteoartrite, pode ajudar a desbloquear novos tratamentos no futuro”, disse Ken To, pesquisador do Instituto Wellcome Sanger na Inglaterra e coautor dessa pesquisa, em um comunicado.

O cientista inglês Robert Hooke descobriu as células em 1665, observando cortiça sob um microscópio. Ele introduziu a palavra célula porque os padrões formados pelas paredes de celulose da cortiça morta o lembravam dos blocos de células usados por monges. No entanto, foi apenas 200 anos depois que os cientistas finalmente entenderam que as células eram a unidade fundamental do corpo humano.

Diferentemente do rascunho original do genoma humano, que foi predominantemente baseado em um único indivíduo, o atlas celular visa ser globalmente representativo e envolve pesquisadores e amostras de tecido humano de todo o mundo.

O projeto já levou a algumas descobertas significativas, incluindo a descoberta de um tipo de célula previamente desconhecido no trato respiratório chamado ionócito.

O estudo deste raro tipo de célula pode levar a novas formas de tratar a fibrose cística, uma condição genética causada por um gene que afeta o movimento de sal e água dentro e fora das células.

Durante a pandemia de Covid-19, a comunidade do Atlas de Células Humanas usou os dados disponíveis para revelar que o nariz, os olhos e a boca eram os mais vulneráveis à infecção.

“Só ficou claro através dos dados do Atlas de Células Humanas que essas células eram pontos de entrada antes que o vírus continuasse para os órgãos internos. Isso realmente ilustra de forma bastante simples o quão importante é um mapa de referência saudável do corpo humano e uma compreensão molecular profunda de nós mesmos”, disse Teichmann.

Jeremy Farrar, cientista-chefe da Organização Mundial da Saúde, que não esteve envolvido na pesquisa, concordou que as descobertas emergentes do atlas estão “já remodelando nossa compreensão da saúde e da doença”.

“Esta coleção histórica de artigos da comunidade internacional do Atlas de Células Humanas ressalta o tremendo progresso em direção ao mapeamento de cada tipo de célula humana e como elas mudam conforme crescemos e envelhecemos”, disse Farrar em um comunicado.

Estudo revela estratégia para matar células de câncer de mama

Este conteúdo foi originalmente publicado em Altas de células humanas mostra como esqueleto é desenvolvido no site CNN Brasil.

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