Un «atlas corporal» impulsado por inteligencia artificial ayuda a los científicos a estudiar la obesidad, mostrando sus efectos en todo el cuerpo de una sola mirada y no órgano por órgano.
Una nueva herramienta de inteligencia artificial (IA) ha cartografiado cómo la obesidad afecta a todo el organismo a nivel celular y ha revelado daños generalizados que van mucho más allá del tejido adiposo.
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El estudio, publicado en 'Nature', (fuente en inglés) estuvo dirigido por investigadores de Helmholtz Munich, de la Universidad Ludwig Maximilian (LMU) de Múnich y de instituciones colaboradoras.
La plataforma de IA, denominada MouseMapper, construye un detallado atlas 3D de todo el cuerpo. Identifica órganos, nervios y células inmunitarias en decenas de millones de estructuras al mismo tiempo.
Hasta ahora, los científicos solo podían estudiar los cambios causados por las enfermedades órgano por órgano. Este sistema permite una visión de todo el organismo en un único análisis.
Cómo la IA cartografía el cuerpo
Para crear el atlas, los investigadores marcaron nervios y células inmunitarias en ratones con marcadores fluorescentes. Después, trataron a los animales con técnicas de aclaramiento tisular, que hicieron los cuerpos ópticamente transparentes manteniendo estas señales fluorescentes.
Una microscopía especial de lámina de luz generó escaneos tridimensionales de alta resolución de los cuerpos completos. A continuación, la IA analizó automáticamente las imágenes y cartografió 31 órganos y tipos de tejido.
Esto permitió a los investigadores ver simultáneamente en qué zonas del organismo se producen la inflamación y los daños estructurales.
Daños relacionados con la obesidad en múltiples órganos
El equipo probó el sistema en ratones alimentados con una dieta rica en grasas. Estos animales desarrollaron obesidad y alteraciones metabólicas similares a las de los humanos.
Los resultados mostraron una inflamación generalizada y cambios en los tejidos de varios órganos, entre ellos el tejido adiposo, el hígado y el músculo.
Sin embargo, los hallazgos más inesperados se dieron en el sistema nervioso.
Los investigadores detectaron importantes alteraciones estructurales en el nervio trigémino, que controla la sensibilidad de la cara. En los ratones obesos, el nervio presentaba menos ramificaciones y terminaciones.
Esto apuntaba a una pérdida de la función sensorial normal. Las pruebas de comportamiento confirmaron que los ratones reaccionaban menos al tacto y a otros estímulos.
Señales que también se observan en humanos
A continuación, los científicos analizaron muestras de tejido humano de personas con obesidad.
Encontraron cambios moleculares similares en el ganglio trigémino, el centro nervioso relacionado con la sensibilidad facial.
Esto sugiere que el daño nervioso asociado a la obesidad observado en ratones también podría producirse en humanos.
Un paso hacia gemelos digitales de la enfermedad
Los investigadores señalan que la plataforma podría transformar la forma en que se estudian las enfermedades complejas.
En lugar de centrarse en un órgano cada vez, los científicos pueden examinar ahora cómo las enfermedades afectan a todo el organismo como un sistema interconectado.
El equipo confía además en poder crear en el futuro gemelos digitales de organismos completos, que permitirían simular la evolución de las enfermedades y probar tratamientos antes de pasar a los experimentos físicos.
Herramientas de este tipo podrían acelerar el desarrollo de nuevos fármacos y reducir la necesidad de experimentación con animales.