Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias, de Israel, publicaron en Nature un atlas completo de expresión genética de ese órgano, que sacó a la luz su papel crucial en la digestión y en la lucha contra infecciones.
DIARIO DEL HUILA, SALUD
Un equipo de investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias, en Israel, ha publicado en la revista *Nature* un atlas completo de la expresión genética del intestino delgado humano, revelando su papel fundamental tanto en la digestión como en la defensa contra infecciones.
Este contenido fue desarrollado por expertos del Instituto Weizmann de Ciencias, un centro de investigación de renombre mundial en ciencias naturales y exactas, ubicado en la ciudad de Rejovot, Israel.
Así como un turista en una ciudad desconocida necesita más que un mapa detallado para orientarse, en el siglo XVI ya se empezaba a cartografiar el intestino delgado humano en los libros de anatomía. Sabemos que este órgano tiene aproximadamente 6 metros de longitud y está cubierto por millones de vellosidades, pequeñas proyecciones en forma de dedo que multiplican la superficie del intestino por treinta y están separadas por criptas similares a grietas. Sin embargo, hasta ahora no se sabía con exactitud dónde se localizaban los puntos clave en esta compleja disposición de vellosidades y criptas.
Un estudio reciente, llevado a cabo por investigadores del Instituto Weizmann y expertos del Departamento de Cirugía General del Centro Médico Sheba, ha compilado el primer mapa detallado de las diversas áreas de actividad del intestino delgado humano. Este mapa revela los mecanismos que lo hacen tan eficiente en la absorción de nutrientes y en la protección del cuerpo contra infecciones.
El Dr. Yotam Harnik, quien completó sus estudios doctorales en el laboratorio de Itzkovitz, explica que hasta ese momento habían trabajado solo con ratones. La idea de construir un atlas genético del intestino delgado humano surgió durante una conversación con el Dr. Oran Yakubovsky, un residente de cirugía en Sheba, quien sugirió utilizar tejido intestinal humano obtenido de quirófanos. Sin embargo, uno de los desafíos era que los cirujanos no suelen extirpar partes significativas del intestino cuando están sanas.
Decidieron entonces analizar tejido intestinal humano obtenido durante la operación de Whipple, en la que se extrae la cabeza del páncreas debido a patologías pancreáticas. En este procedimiento, los cirujanos también extirpan el duodeno, la primera parte del intestino delgado, el cual, desde un punto de vista científico, se considera tejido sano y es útil para estudiar el intestino en condiciones normales. Con la colaboración del Departamento de Cirugía General de Sheba, se aseguraron de que cada muestra se congelara rápidamente en su totalidad. Al mismo tiempo, el Instituto Weizmann adquirió una nueva tecnología que permite mapear la expresión genética espacial en el tejido con una resolución de 50 micras, identificando qué genes se expresan en cada región y en qué grado.
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El atlas elaborado bajo la dirección de Harnik y Yakubovsky, en colaboración con el Dr. Rouven Hoefflin del laboratorio del Prof. Itay Tirosh en el Departamento de Biología Celular Molecular de Weizmann, arroja luz sobre antiguos misterios del intestino delgado. Por ejemplo, en los años 50 se descubrió que había un retraso de hasta dos días en la absorción de grasas en la sangre, evitando así un aumento brusco en los niveles de lípidos. El nuevo atlas revela que la digestión de la grasa en las vellosidades humanas se asemeja a una cadena de montaje: las células en la base de las vellosidades encapsulan la grasa en gotitas, y solo después de varias horas, al llegar a la punta, estas células transportan la grasa a través del sistema linfático hacia los vasos sanguíneos y finalmente al almacenamiento corporal.
Asimismo, se ha descubierto que la regulación del hierro en el cuerpo sigue un proceso similar: el hierro se absorbe en las criptas y en la base de las vellosidades; cuando las células alcanzan las puntas de las vellosidades, liberan el hierro en la sangre o lo llevan consigo a su muerte en la cavidad intestinal. Además, la absorción y producción de enzimas necesarias para digerir otros nutrientes, como aminoácidos y azúcares, solo ocurre en las puntas de las vellosidades, mientras que las células en la base se especializan en absorber vitaminas y minerales. En cuanto a la defensa inmunitaria, se descubrió que las células en las puntas de las vellosidades secretan proteínas antimicrobianas que atacan bacterias y también envían señales a las células inmunitarias más agresivas. Las puntas de las vellosidades están, por tanto, ricas en células inmunitarias que promueven la inflamación.
Curiosamente, los investigadores también identificaron vellosidades que se ramifican de otras vellosidades, un fenómeno que hasta ahora solo se había observado en tumores cancerosos. Los científicos creen que esta ramificación podría aumentar aún más la superficie de absorción del intestino delgado. Estos hallazgos fueron posibles gracias a un nuevo método que permite documentar la estructura tridimensional del tejido sin alterar su integridad.
“Nuestro atlas ofrece respuestas a preguntas básicas de investigación, pero también tiene aplicaciones clínicas”, afirma Itzkovitz. “Ahora que hemos mapeado un intestino delgado sano, podemos empezar a comprender mejor los cambios que ocurren en él cuando está enfermo, cuando envejecemos, tomamos ciertos medicamentos o seguimos una dieta específica. Este estudio, como otros en los que estamos trabajando con el Departamento de Cirugía General de Sheba, es posible gracias a la colaboración con miembros destacados de ese departamento, liderados por el Dr. Ido Nachmany, quienes valoran la importancia de la investigación básica.”
El Dr. Nachmany, director del Departamento de Cirugía General de Sheba, añade: “La cooperación entre el Instituto Weizmann y el Departamento de Cirugía General de Sheba ha dado lugar a estudios fascinantes sobre los aspectos fundamentales del funcionamiento fisiológico y anatómico de los tejidos humanos. Esta colaboración entre la investigación básica y la medicina clínica es un logro significativo, como lo demuestra este estudio publicado en *Nature*. Estamos trabajando para fortalecer esta conexión y esperamos que más residentes de cirugía dediquen un tiempo significativo a la investigación en el instituto, convencidos de que esto traerá profundos beneficios para ambos campos.”
En el estudio también participaron Roy Novoselsky, la Dra. Keren Bahar Halpern, el Dr. Tal Barkai y el Dr. Adi Egozi del Departamento de Biología Celular Molecular de Weizmann; la Dra. Yael Korem Kohanim de la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale; Ofra Golani, el Dr. Yoseph Addadi, la Dra. Merav Kedmi y la Dra. Hadas Keren-Shaul del Departamento de Instalaciones Básicas de Ciencias de la Vida de Weizmann; el Dr. Tal Keidar Haran del Centro Médico de la Universidad Hadassah; el Dr. Yishai Levin y el Dr. Alon Savidor del Centro Nacional de Medicina Personalizada Nancy y Stephen Grand Israel del Instituto Weizmann; el Dr. Niv Pencovich, el Dr. Ron Pery y el Dr. Chen Mayer del Centro Médico Sheba; y el Prof. Dror S. Shouval del Centro Médico Pediátrico Schneider de Israel.
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