Multiómica de nichos cardíacos humanos con resolución espacial

Área de la Ciencia:

• Biología cardiovascular
• Medicina celular y molecular
• Biología de sistemas

Sus antecedentes:

• La función celular está determinada por las propiedades intrínsecas y el microambiente (nicho).
• Comprender los nichos celulares cardíacos es crucial para descifrar la función y la enfermedad cardíaca.

Objetivo del estudio:

• Descubrir y caracterizar nichos celulares dentro del corazón humano.
• Para perfilar el sistema de conducción cardíaca humana e identificar a los actores moleculares clave.
• Desarrollar herramientas computacionales para predecir objetivos de drogas y comprender los mecanismos de drogas.

Principales métodos:

• Integración de datos de una sola célula y de transcriptómica espacial.
• Mapeo de células a ubicaciones microanatómicas con anotaciones basadas en el conocimiento y sin supervisión.
• Utilizando CellPhoneDB.org para el análisis de la interacción célula-célula y el desarrollo de la herramienta drug2cell.

Principales resultados:

• Mapa detallado de nichos celulares en ocho regiones del corazón humano.
• Caracterización del sistema de conducción cardíaca, destacando los canales iónicos, los receptores acoplados a proteínas G (GPCR) y el papel de FOXP2 en los marcapasos.
• Identificación de la compartimentación dentro del nodo sinoatrial, incluidas las interacciones de los fibroblastos y las células gliales que apoyan la señalización glutamatérgica.
• Descubrimiento de nichos de células inmunes (células plasmáticas IgG +, IgA +) en el epicardio.
• Introducción de drug2cell para predecir los objetivos de los fármacos y las perspectivas mecanicistas sobre los efectos cronotrópicos de los medicamentos.

Conclusiones:

• Proporciona nuevos conocimientos sobre la electroanatomía cardíaca y la inmunología.
• Demuestra compartimentación e interacciones específicas de célula a célula dentro del corazón humano.
• Ofrece un marco computacional (drug2cell) para el descubrimiento de medicamentos y la medicina personalizada en enfermedades cardiovasculares.