Después de cinco años de investigación y varios intentos fallidos, un equipo internacional liderado por médicos y científicos del University College de Londres ha publicado este miércoles su Atlas de órganos humanos, una especie de Google Earth del cuerpo que promete revolucionar la investigación biomédica y el estudio de algunas enfermedades como la hipertensión, la diabetes, el cáncer o la covid, al relacionar fallos multisistémicos, variaciones anatómicas o patrones asociados a patologías complejas en órganos del mismo paciente.

Las imágenes tridimensionales de esta nueva plataforma han sido generadas con un nivel de detalle sin precedentes a partir de los órganos de donantes fallecidos. Esto ha sido posible gracias a una técnica de rayos X de altísima potencia, denominada HiP-CT, que permite generar reproducciones de los órganos completos y llegar a un nivel celular con total precisión sin necesidad de cortar o dañar los tejidos. “Esta capacidad multiescala convierte a este atlas en un recurso único, capaz de conectar la anatomía macroscópica con detalles histológicos en 3D”, subrayan sus creadores, que han publicado su obra en la revista Science Advances.

Para llegar hasta aquí, el grupo de expertos fue mejorando una versión beta que lanzaron en 2021, en uno de los momentos más difíciles de la pandemia. “Hemos ido incorporando más funciones y añadiendo más datos al portal para que el atlas sea lo que es hoy”, cuenta a través de videollamada la ingeniera mecánica Claire Walsh, del University College de Londres, una de las principales impulsoras del proyecto. La investigadora recuerda que algunas de las primeras informaciones compartidas en el atlas sobre pacientes fallecidos por covid dieron lugar a publicaciones que revelaban lesiones vasculares microscópicas nunca antes vistas. Ese y otros descubrimientos se convirtieron en la primera piedra para construir algo más grande.

La especialista explica que uno de los mayores retos que ha tenido el equipo de trabajo, formado por más de una veintena de investigadores, fue la de escanear órganos completos y hacer accesibles grandes cantidades de datos. Cada conjunto de datos puede alcanzar cientos de gigabytes o incluso más de un terabyte. El mayor, la información sobre un cerebro, alcanza los 14 terabytes. “Para poder almacenar esas imágenes en la nube y permitir su visualización interactiva necesitábamos una infraestructura enorme. Y en eso hemos invertido muchísimo tiempo en los últimos años, para hacer que estos datos sean realmente interactivos”, cuenta Walsh. Otra curiosidad. El equipo utilizó cilindros con gelatina de agar, de origen vegetal, para sumergir los órganos y escanearlos sin que se movieran, como puede verse en la siguiente imagen donde Walsh y sus compañeros posan junto a varios órganos.

El atlas es un repositorio de datos anatómicos completamente abierto que permite a investigadores, educadores y público en general acceder a su contenido a través de internet. Además, ofrece herramientas de software y recursos formativos para hacer su uso más fácil y accesible. También incluye herramientas de búsqueda, galerías de imágenes y vídeos, visualización en navegador y opciones de descarga. La doctora Walsh subraya el impacto que una colección así puede tener en la investigación biomédica del cáncer, por ejemplo. “Con la imagen clínica solo puedes ver metástasis relativamente grandes. Y con histología, con cortes, es como buscar una aguja en un pajar. Con la HiP-CT puedes hacer barridos de alta resolución y detectar posibles micrometástasis, para luego escanear esa zona con aún más detalle”, comenta.

Walsh agrega otro ejemplo: los hallazgos que han hecho en el estudio de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). “Durante mucho tiempo se pensó que era exclusivamente pulmonar, pero las personas con EPOC tienen mucha más tendencia a problemas cardiovasculares, claramente hay un componente multisistémico. Lo mismo sucede con diabetes, hipertensión y otras enfermedades multisistémicas”, apunta. También en el estudio anatómico de los riñones. “En el riñón descubrimos que los glomérulos no están todos al final de la red vascular, como se creía, sino distribuidos de forma completamente distinta”, dice con asombro.

El proyecto, que ha sido desarrollado en las instalaciones del Laboratorio Europeo de Radiación Sincrotrón, en Grenoble (Francia), está formado por investigadores, ingenieros, médicos y especialistas en infraestructura, unidos dentro del Human Organ Atlas Hub, un consorcio formado por nueve institutos en Europa y Estados Unidos. Hasta ahora reúne información de 25 donantes, cuyas muestras provienen de más de una docena de biobancos europeos, entre ellos el Biobanco Unificado de Hannover y el Laboratorio de Anatomía de los Alpes Franceses. Los resultados disponibles incluyen datos tridimensionales de 56 órganos de 11 tipos diferentes, entre ellos, el cerebro, el corazón, el riñón, el hígado, el pulmón, el útero o la próstata.

Pese al avance que representa la creación de una plataforma como esta, uno de los principales retos del atlas es la diversidad de órganos según sexo y edad, ya que la mayoría de los modelos disponibles hasta ahora proceden de hombres con una edad promedio de 73 años. Sin embargo, como explica Walsh, esta impresión es engañosa: “Aunque los que están ya publicados son mayoritariamente masculinos, representan solo alrededor del 30% de los datos del consorcio. El resto está en proceso de preparación para publicarse, y ahí la proporción no es tan sesgada. Tenemos más donantes femeninas, pero esta primera colección está muy influida por los casos de covid, en los que los hombres tuvieron peores resultados, así que hubo más donaciones masculinas”, comenta.

Respecto a la edad de los donantes, Walsh señala que el predominio de personas mayores de 60 años es comprensible: “La gente joven suele estar destinada a trasplantes, así que el atlas siempre estará más orientado a edades avanzadas”. La especialista asocia esta distribución a un aspecto clave de la realidad sanitaria actual: “El envejecimiento es uno de los mayores retos socioeconómicos contemporáneos, ya que las enfermedades asociadas a la edad son hoy una de las principales cargas globales de la salud pública”, sentencia.

Ciencia abierta

El Atlas de órganos humanos no solo destaca por la calidad de sus imágenes, sino también por su compromiso con los principios FAIR (localizable, accesible, interoperable y reutilizable, por sus siglas en inglés). Desde el inicio, el equipo apostó por lo que se conoce como ciencia abierta. “Quisimos que estos datos fueran accesibles para todos y construir una infraestructura científica abierta y compartida a escala global”, señala Paul Tafforeau, científico del sincrotrón de Grenoble y creador de la plataforma. Todos los datos están disponibles bajo licencia Creative Commons Attribution 4.0, lo que permite su reutilización siempre que se cite la fuente. “El Atlas de órganos humanos demuestra lo que la ciencia en equipo puede lograr en su máxima expresión”, comenta Walsh.

El equipo espera expandir el repositorio con más órganos, mayor diversidad de donantes y nuevas herramientas, a la vez que desarrolla una comunidad abierta y conectada que apoye la investigación, la educación y el desarrollo de la inteligencia artificial. “En el futuro esperamos desarrollar la técnica para poder obtener imágenes de cuerpos humanos completos con una resolución de 10 a 20 veces mayor que la actual”, subrayan sus creadores. Un recurso que seguirá transformando la ciencia y la educación médica de los próximos años. “Estos datos podrían transformar la forma en que se estudia y se comprende la anatomía”, asegura Claire Walsh.

Los humanos nunca estamos solos: millones de diminutas formas de vida habitan en nuestro organismo y nos acompañan a todas partes. Quizás la comunidad más popular es ese microbioma que puebla el intestino y al que se le atribuye un papel fundamental para la vida, pero ese mundo viviente está en todas partes: en la piel, en la vagina, en los pulmones, en la boca… Ahí, de hecho, en la cavidad oral, puerta de entrada al organismo, los microbios juegan también un papel clave en la salud y en la enfermedad. Un desequilibrio en esa convivencia puede generar periodontitis, una compleja infección de los tejidos que dan soporte a los dientes y que está estrechamente vinculada con el riesgo de desarrollar otras dolencias cardiovasculares y metabólicas.

La periodontitis, que afecta hasta al 11% de la población, es una enfermedad inflamatoria crónica y, si no se trata, puede acarrear la pérdida de piezas dentales y un empeoramiento de la salud bucodental global. Pero su impacto, en realidad, trasciende de lejos el entorno de la boca: puede dar pistas de la salud global de una persona, pues su aparición está muy ligada a otras enfermedades, como la diabetes, o a un aumento del riesgo de desarrollar problemas cardiovasculares o complicaciones en el embarazo, por ejemplo.

“No existe salud sin salud oral: la salud local de la boca impacta en la salud general”, resume Paula Matesanz, presidenta de la Sociedad Española de Periodoncia. Pero recuerda que si algo tienen de positivo las enfermedades de la boca es que se pueden prevenir con las medidas adecuadas: “Buena higiene, con cepillado de dientes después de cada comida y herramientas de higiene interdental [por ejemplo, hilo dental porque el cepillo ahí no llega], uso de algún colutorio si fuese necesario y visitas al dentista una vez al año”. En juego no solo está la parte estética de una sonrisa cuidada, sino la salud de todo el organismo.

Problemas cardiovasculares

“Hay una asociación entre enfermedad periodontal y enfermedad cardiovascular. Las personas con periodontitis tienen más incidencia de cardiopatía isquémica”, ejemplifica Ignacio Fernández Lozano, presidente de la Sociedad Española de Cardiología (SEC). En concreto, las personas con periodontitis tienen entre dos y tres veces más riesgo de sufrir un infarto, un ictus o cualquier otro cuadro cardiovascular grave.

Según el cardiólogo, “comparten factores de riesgo”. Por ejemplo, tabaquismo, estrés, diabetes u obesidad. Pero también la cardiopatía isquémica, ocasionada por el estrechamiento de las arterias (aterosclerosis), se relaciona mucho con la inflamación; y la periodontitis genera un estado inflamatorio de bajo grado.

Lo que sucede es que se produce un desequilibrio (disbiosis) en ese ecosistema microbiano y un grupo de bacterias empieza a crecer por debajo de la encía, llevándose por delante todo lo que se encuentra a su paso. Así, la infección avanza comiéndose ese tejido que une los dientes al hueso, ese soporte va perdiendo altura y la pieza dental puede acabar cayéndose.

“Cuando hay un ataque bacteriano, el cuerpo, como ocurre ante cualquier otro patógeno, tiene una respuesta inflamatoria. Con la periodontitis no hay una inflamación aguda, como la de un flemón, pero sí hay un mecanismo en marcha cuando se produce la agresión”, explica Matesanz. El problema es que esa inflamación no solo es ineficaz contra las bacterias: hace que estos microbios se perpetúen y complica aún más la situación.

Por eso es fundamental ponerle remedio a esta enfermedad cuanto antes con un tratamiento mecánico, que consiste en limpiar esas bacterias que se acumulan bajo las encías. “La periodontitis es un proceso irreversible: esa pérdida de altura del tejido que da soporte al diente no se recupera, pero lo que sí puedes hacer es vivir libre de la enfermedad, aunque volverás a recaer si vuelven los factores de riesgo”, afirma la odontóloga.

Señales de alarma

Hay señales de alarma que anuncian una periodontitis, advertencias de que la salud de las encías empieza a fallar: “Puede haber sangrado e inflamación de las encías, mal sabor y olor de boca, movilidad de los dientes, efecto del diente más largo o espacio entre las piezas… Aunque no todo aparece a la vez ni en la misma intensidad”, explica Matesanz.

No tomar medidas conlleva riesgos: la pérdida de piezas dentales es uno de ellos, pero más allá del impacto estético y funcional, los expertos vuelven a poner el foco en su relación con otras enfermedades. De alguna manera, a partir de ese estado inflamatorio constante en la boca, el cuerpo entero se pone a reaccionar. Se sabe que la inflamación crónica actúa como una especie de asesino silencioso y está implicada en el origen de muchas enfermedades crónicas.

Por ejemplo, con enfermedades autoinmunes, como la artritis reumatoide, pero también se ha visto una relación, aunque más limitada, con algunos tipos de tumores (de cavidad orofaríngea, tracto digestivo superior y páncreas).

Periodontitis y embarazo

La vía inflamatoria también justificaría, por ejemplo, el vínculo de la periodontitis con el embarazo, abunda Matesanz: “No es que el embarazo te predisponga a la enfermedad. Eso es un bulo, pero es verdad que, si hay una enfermedad previa no diagnosticada, se puede agudizar o acelerar en el embarazo. Por eso es muy importante que la boca esté en buen estado si estás embarazada”.

Los principales resultados adversos del embarazo asociados con la enfermedad periodontal incluyen bajo peso al nacer, parto prematuro y preeclampsia.

La diabetes y la periodontitis también funcionan como vasos comunicantes. La relación es bidireccional porque esta última aumenta el riesgo de desarrollar la enfermedad metabólica y también dificulta su control. “Comparten factores de riesgo, como el sedentarismo, la mala dieta, el tabaquismo o el estrés: eso es un cóctel perfecto para la periodontitis, pero también para otras enfermedades”, explica Matesanz.

Otro mecanismo que ayudaría a explicar la relación con otras enfermedades es que esas bacterias de la boca pueden circular por el organismo y hacer mella en otros órganos: “Se han encontrado en muestras de cerebro, en tumores, en ateroma [placas de grasa y colesterol que se pegan a las arterias y pueden causar infartos], en muestras de tejido respiratorio…”.

La saliva y la placa en la cavidad oral se pueden convertir en un almacén de patógenos y permiten su paso gradual al sistema respiratorio. De hecho, la periodontitis también se ha vinculado con la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y con la neumonía. Incluso la comunidad científica estudia su relación con el alzhéimer. “El mecanismo con respecto a la relación entre la periodontitis y el deterioro cognitivo aún no se comprende bien, pero hay suficiente evidencia para respaldar el papel de la inflamación sistémica”, plantea una revisión científica de 2022.

Los expertos matizan que no se ha establecido una relación de causalidad con las enfermedades mencionadas: no todas las personas con periodontitis van a tener alzhéimer o un infarto. Pero sí coinciden en que la enfermedad periodontal da pistas sobre la salud global y tratarla es positivo para el bienestar global del organismo. Empezando por la boca, pero más allá de ella también.