Un atlas mapea por primera vez el sistema hormonal humano tejido por tejido

El cuerpo humano depende de las hormonas para coordinar funciones esenciales como el metabolismo, el crecimiento y la reproducción.

Ahora, un grupo de investigadores del Reino Unido, Alemania y Australia consiguieron elaborar un mapa celular que muestra con precisión cómo y dónde actúan todas las hormonas en los tejidos humanos.

Es como un atlas celular que ilumina la diversidad y las rutas que conectan distintas células y órganos, y fue publicado en la revista Science.

La investigación fue realizada por científicos de la Universidad de Cambridge, el Instituto Wellcome Sanger y el Imperial College de Londres del Reino Unido, el Instituto Max Planck de Investigación del Metabolismo y la Universidad de Colonia en Alemania y el Instituto de Investigación Médica QIMR Berghofer en Australia.

El atlas reveló que células del sistema inmune, del corazón y del tejido graso, entre otras, podrían producir o responder a hormonas en lugares donde nadie lo esperaba. También permitió predecir nuevas conexiones entre órganos a través de señales hormonales hasta ahora desconocidas.

El enigma de los mensajes invisibles

Las hormonas actúan como mensajeros entre células, pero la ciencia no lograba rastrear sus rutas completas a través de todos los tejidos del cuerpo. La falta de un mapa global dificultaba identificar qué células producen hormonas y cuáles las reciben, más allá de las glándulas clásicas.

Muchos estudios previos solo analizaban tejidos individuales o un puñado de hormonas, dejando afuera la complejidad del sistema endocrino. Sin un atlas de referencia, resultaba difícil detectar nuevas funciones y entender cómo las enfermedades afectan múltiples órganos al mismo tiempo.

El trabajo de los investigadores, publicado en la revista Science, fue construir una base de datos a nivel celular de todo el cuerpo y así revelar la red hormonal que permanecía sin mapear.

Un mapa inédito de la comunicación interna

Para crear el atlas, los investigadores analizaron la expresión de 379 genes de hormonas y receptores en 14 millones de células y núcleos individuales de 47 tejidos humanos. Aplicaron transcriptómica de célula única, una técnica que identifica los genes activos en cada célula de forma individual.

El equipo utilizó una herramienta de análisis computacional propia que permitió mapear las células con potencial productor y receptor de señales hormonales a lo largo de distintos tejidos y linajes celulares.

Así se revelaron tanto los patrones clásicos como combinaciones hormonales no descritas previamente en distintos órganos. Entre los hallazgos más relevantes que el atlas permitió predecir, cinco destacan por su novedad:

• La secretina, una hormona digestiva conocida desde hace más de cien años, apareció predicha en células del sistema inmune, algo que nadie había reportado antes.
• El angiotensinógeno, una proteína que da origen a la angiotensina y regula la presión arterial, mostró su mayor expresión en pericitos cardíacos, no en el hígado como se creía. Esto sugiere que el corazón podría regular localmente su propia vasoreactividad.
• El atlas predijo que cardiomiocitos y células marcapasos del corazón expresan receptores de GLP1 y GIP, los mismos que activan medicamentos populares contra la obesidad como la semaglutida y la tirzepatida, lo que abre preguntas sobre efectos cardíacos directos de esos fármacos.

• Hormonas del hipotálamo relacionadas con el sueño y la memoria, como la hormona concentradora de melanina, aparecieron predichas en linfocitos T reguladores, células del sistema inmune, en distintos tejidos del cuerpo.
• El receptor de andrógenos, vinculado a las hormonas sexuales masculinas, mostró mayor actividad en la grasa subcutánea de personas con obesidad que en personas delgadas. Este resultado podría explicar diferencias en cómo el cuerpo acumula y maneja la grasa según el peso.

Lo que el atlas aún no puede responder

Los investigadores concluyeron que el sistema hormonal humano es mucho más distribuido e interconectado de lo que se creía, y que casi todos los tejidos del cuerpo producen o reciben señales hormonales. El atlas ofrece por primera vez una visión global y detallada de esa red.

Aclararon que los datos de expresión génica no permiten confirmar si una hormona está activa o inactiva en una célula, ni cuánta proteína produce realmente. Muchos de los hallazgos son predicciones que deberán verificarse con experimentos adicionales.

Los investigadores esperan que el atlas sirva como referencia para estudiar enfermedades metabólicas y endocrinas, comparar muestras de pacientes y evaluar el efecto de tratamientos. Ya está disponible y gratis.