Por primera vez, una inteligencia artificial permite ver cómo una enfermedad altera todo el cuerpo, célula por célula
La herramienta permite observar en 3D cómo se modifican tejidos, redes nerviosas y células inmunes en distintos órganos
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LA NACION
A simple vista, una tomografía parece ofrecer una imagen completa del cuerpo. Permite ver órganos, detectar lesiones y reconstruir estructuras en tres dimensiones. Sin embargo, todo ese nivel de detalle se queda en la superficie: lo que ocurre dentro de los tejidos, a escala microscópica, permanece fuera de su alcance.
Ese límite es el que un grupo internacional de científicos logró empezar a correr. Por primera vez, desarrollaron un sistema que permite observar de manera integral cómo una enfermedad impacta en todo el organismo, pero no a nivel de órganos o sistemas, sino célula por célula.
La diferencia puede entenderse con una imagen simple. Una tomografía es como mirar una ciudad desde un avión: permite ver las calles, los barrios y la forma general del territorio. La herramienta que desarrollaron estos investigadores equivale a entrar en cada casa y observar qué está pasando en su interior, cómo se organizan sus habitantes y cómo interactúan entre sí.
El avance se basa en una combinación de microscopía de alta resolución e inteligencia artificial. A diferencia de las tecnologías clínicas tradicionales, que trabajan a escala milimétrica, este enfoque desciende a la escala de micrones y permite identificar cambios en redes de nervios, células inmunes y otros componentes microscópicos distribuidos en todo el cuerpo.
El sistema, bautizado MouseMapper, integra distintos modelos de aprendizaje profundo capaces de analizar imágenes tridimensionales de organismos completos y segmentar estructuras biológicas con precisión. Entre otras funciones, puede identificar redes nerviosas, mapear la distribución de células inmunes y ubicar esos datos en decenas de órganos y tejidos distintos, lo que permite analizar de manera integrada cómo se comporta una enfermedad en todo el organismo.
El desarrollo fue liderado por investigadores del Helmholtz Munich, el Centro Alemán de Investigación en Salud Ambiental, en colaboración con instituciones como la Universidad Técnica de Múnich, la Universidad de Múnich, la Universidad de Zúrich y el Imperial College de Londres. El trabajo estuvo encabezado por Ali Ertürk junto a un equipo multidisciplinario de biólogos, médicos e ingenieros y fue publicado el 20 de mayo en la revista Nature.
En el estudio, los científicos eligieron un modelo de obesidad en ratones, una enfermedad conocida por su impacto en múltiples sistemas del organismo. Al aplicar la herramienta, lo que observaron fue una serie de alteraciones que hasta ahora no podían medirse de manera integral: cambios estructurales en redes nerviosas, modificaciones en la distribución de células inmunes y variaciones moleculares en distintos tejidos.
Uno de los hallazgos más relevantes fue la detección de alteraciones en una rama del nervio trigémino, asociada con la sensibilidad facial. En los animales con obesidad, esa red presentaba una reducción significativa en la cantidad de terminaciones nerviosas y en la complejidad de sus conexiones. Ese cambio estructural tuvo un correlato funcional: los ratones mostraron una menor respuesta a estímulos táctiles.
El análisis no se limitó a la forma de los tejidos. Los investigadores estudiaron también qué ocurría a nivel molecular en esas mismas regiones y detectaron modificaciones en cientos de proteínas vinculadas con la inflamación, la remodelación neuronal y la respuesta inmune. Estos patrones, además, se replicaron en muestras humanas analizadas post mortem, lo que refuerza la relevancia del hallazgo.
Otro de los aportes del estudio fue la posibilidad de construir mapas tridimensionales de la inflamación en todo el cuerpo. A partir del seguimiento de células inmunes, los científicos observaron un aumento de conglomerados celulares en distintos órganos, en particular en el tejido adiposo y el hígado. Esa evidencia respalda la idea de que la obesidad no es solo una alteración metabólica, sino una enfermedad que afecta de manera sistémica a múltiples órganos y tejidos.
Más allá de los resultados específicos, el avance central del trabajo es metodológico. Por primera vez, se puede estudiar una enfermedad sin limitarla a un órgano o sistema determinado, sino observando su impacto en el conjunto del organismo. Como señalan los autores, el enfoque permite “identificar y cuantificar alteraciones sistémicas en todo el cuerpo”, algo que hasta ahora resultaba difícil de lograr de manera integrada.
La herramienta, sin embargo, no está pensada para su uso clínico inmediato. El proceso requiere técnicas experimentales complejas, que incluyen la preparación completa del organismo y su análisis mediante microscopía avanzada, por lo que su utilización está restringida al ámbito de la investigación.
Aun así, el potencial es amplio. El mismo enfoque podría aplicarse en el futuro al estudio de otras enfermedades complejas, como el cáncer o los trastornos neurológicos. La diferencia es que, a partir de ahora, existe una forma de observarlas no como problemas aislados en órganos específicos, sino como procesos que modifican, al mismo tiempo, múltiples sistemas del cuerpo.
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