Para determinar con exactitud cuántos tipos de células diferentes contiene un organismo y cómo se han ido derivando estas a partir de la célula primordial que lo ha originado, el cigoto fecundado, sería necesario averiguar qué parte de la información genómica utiliza cada célula individual de dicho organismo. Para ello, es necesario identificar qué genes tiene cada célula funcionando en cada momento, lo que solo puede hacerse con precisión obteniendo la secuencia de letras no de su genoma, sino de su transcriptoma.

El transcriptoma de una célula es la secuencia de “letras” de solo los genes que están siendo transcritos. Los genes transcritos son los genes que están siendo utilizados para obtener una copia de la información que contienen y fabricar con ella alguna pieza de la maquinaria celular. Esta copia no se hace a otra molécula de ADN, sino a otro ácido nucleico, denominado ARN mensajero. Por consiguiente, obtener el transcriptoma de una célula supone obtener la información de la secuencia de “letras” de todos los ARN mensajeros que están siendo producidos en una célula a partir de la información contenida en el genoma.

Utilizando tecnologías de manipulación y secuenciación de los ácidos nucleicos, dos grupos de investigación, uno alemán; el otro, formado por investigadores estadounidenses y británicos, han abordado el estudio del transcriptoma de células individuales del organismo Schmidtea mediterránea. Es este un gusano plano (de la familia de las planarias) considerado inmortal. Este animalillo contiene numerosas células madre, las cuales forman continuamente células hijas que repueblan y regeneran el organismo.

En estos estudios, los científicos anglosajones consiguen la secuencia de los genes que tienen funcionando más de 50.000 células individuales de estos organismos, lo que posibilita su identificación inequívoca. De este modo identifican células nuevas nunca antes detectadas. Los investigadores alemanes van algo más allá y utilizan un algoritmo informático que identifica los genes que tienen un funcionamiento común en diferentes tipos celulares, lo que permite establecer una especie de genealogía entre las células de ese organismo. De este modo, no solo descubren tipos celulares nuevos, sino también la relación que guardan entre ellos. Además, los científicos obtienen información sobre las transformaciones celulares que suceden durante la regeneración de las planarias, y encuentran tipos de células específicas cuyo número disminuye significativamente durante este proceso. Esto sugiere que estas células son sacrificadas como fuente de la energía necesaria para la regeneración.

Estos estudios, además de proporcionar nueva información relevante sobre la biología del desarrollo en un organismo modelo, indican que el empleo de la transcriptómica para analizar la evolución de células individuales en el ser humano, por ejemplo, las células que forman un tumor en respuesta a un tratamiento, puede ser una realidad que ayudará a comprender y a tratar mejor muchas enfermedades.

Referencias: Mireya Plass et al. Cell type atlas and lineage tree of a whole complex animal by single-cell transcriptomics. Science 10.1126/science.aaq1723 (2018). Christopher T. Fincher et al. Cell type transcriptome atlas for the planarian Schmidtea mediterranea. Science 10.1126/science.aaq1736 (2018).

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