Los científicos estiman que hay más de 30 billones de células en el cuerpo humano, cuya capacidad de de conectarse para formar tejidos y responder al estrés es esencial para el funcionamiento normal de los tejidos y órganos.

En este terreno, investigadores de la Facultad de Medicina de Pennsylvania (EEUU) están utilizando técnicas de imágenes avanzadas para estudiar cómo funciona la vida del organismo humano a nivel atómico, celular, tisular.

Uno de los proyectos está dirigido por Andrew Kowalczyk, profesor de dermatología y de fisiología celular y molecular, que utiliza enfermedades raras de la piel como contexto para estudiar cómo las células se adhieren entre sí o forman conexiones. "Las enfermedades raras afectan a pocas personas, pero pueden revelar tanto sobre la biología fundamental que damos por sentado", señaló el prof. Kowalczyk.

Con su experiencia combinada en imágenes de células vivas, aprendizaje automático/profundo y otras técnicas, el equipo pretende hacer descubrimientos fundamentales sobre los contactos entre células humanas. "El objetivo de nuestro laboratorio es realizar descubrimientos clav sobre la función celular en el contexto de enfermedades raras que puedan aplicarse a una multitud de problemas biomédicos", agregó este experto.

Estudio de los desmosomas

En particular, el laboratorio de Kowalczyk estudia los desmosomas, que son estructuras de adhesión celular esenciales para el funcionamiento de órganos como la piel y el corazón. En su último trabajo, publicado en ´Nature Cell Biology´, los investigadores describieron la arquitectura y la dinámica de un complejo formado entre los desmosomas (estructuras que facilitan la adhesión entre células) y el retículo endoplásmico (RE), un sistema membranoso dentro de las células implicadas en la producción de proteínas. plegado, modificación y transporte. Hicieron lo que llamaron un descubrimiento "inesperado" en las uniones celulares: el RE se asocia con desmosomas y filamentos intermedios de queratina, una red citoesquelética que permite a las células de la piel resistir el estrés mecánico.

La idea de una asociación entre el RE y los desmosomas fue propuesta por primera vez por Sara Stahley , profesora asistente de dermatología y de fisiología celular y molecular, basándose en sus observaciones de enfermedades raras de la piel como la enfermedad de Darier.

El laboratorio Kowalczyk es solo un equipo de Penn State que utiliza imágenes avanzadas e inteligencia artificial para estudiar la vida en todas las escalas. Desde los niveles atómico y molecular hasta los tejidos y el organismo completo, "los investigadores de la Facultad de Medicina están realizando descubrimientos fundamentales que algún día podrían conducir a innovaciones médicas", según Leslie Parent, vicedecana de investigación y estudios de posgrado.