Investigadores del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG) han lanzado el primer atlas celular de la inflamación, una base de datos exhaustiva en la que han analizado más de 6,5 millones de células de la sangre procedentes de 1.000 personas, tanto individuos sanos como pacientes de 19 enfermedades diferentes.
El conjunto de mapas inflamatorios sirvió como punto de partida para desarrollar una herramienta biomédica de inteligencia artificial (IA) que aprende de los estados inflamatorios de las células inmunitarias implicadas en los mecanismos de la enfermedad, para extraer biomarcadores inflamatorios, con el fin de ayudar a futuros pacientes a comprender y diagnosticar su condición.
La inflamación es tan natural como la vida misma. Cuando te haces un rasguño en la rodilla o coges un resfriado, el cuerpo activa una respuesta inflamatoria para restaurar el equilibrio y reparar los tejidos, un proceso esencial para mantener nuestra salud y bienestar. Ahora bien, en muchas enfermedades, esta respuesta falla.
Cómo se desregula la inflamación y cuáles son los procesos que sigue cuando hay infecciones (como el COVID-19), enfermedades inmunológicas (como la psoriasis o la artritis reumatoide) y ciertos tipos de cáncer (como el de mama o el colorrectal) permanecía aún como una incógnita para la comunidad científica. Ahora, un grupo de investigadores del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), en colaboración con la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL, Suiza) han desvelado el misterio mediante la creación del primer atlas celular de la inflamación, una base de datos exhaustiva que analiza más de 6,5 millones de células de la sangre de más de 1000 personas, entre individuos sanos y pacientes de 19 enfermedades distintas.
Publicado en la revista Nature Medicine, el estudio propone un enfoque innovador: convertir en biomarcadores a las propias células, claves para ayudar a descubrir algunos de los misterios que se esconden tras las condiciones inflamatorias patológicas.
“Las células inmunitarias de la sangre contienen huellas de las enfermedades, que captan al circular por nuestro sistema. Leerlas a resolución celular nos permite convertir las células en biomarcadores vivos, contribuyendo a generar diagnósticos de precisión”, explica el Dr. Holger Heyn, autor principal del estudio y líder del Grupo de Genómica de Célula Única en CNAG.“Proporcionamos la prueba de concepto para convertir las células inmunitarias en una herramienta diagnóstica universal, un concepto que ahora estamos llevando a la fase de prototipado clínico”.
La información que aporta el atlas de la inflamación
La investigación analiza las señales inflamatorias de las células inmunitarias en la sangre y lo que pueden revelar sobre las enfermedades que afectan a los pacientes.
Mediante el análisis detallado de los diferentes estados celulares que impulsan la progresión de la enfermedad, el estudio revela cómo cambia la inflamación según la condición. Usando el nuevo atlas celular, los investigadores identificaron indicadores moleculares que actúan como señales guía, orientando hacia una comprensión más profunda de la biología subyacente y permitiendo clasificar con precisión estas enfermedades. Para encontrar estas señales, los investigadores analizaron los genes inflamatorios que coordinan la respuesta inmunitaria, identificando programas que activan las células inmunitarias, guían su movimiento, defienden contra agentes dañinos y desencadenan la defensa. Este conocimiento genético ayuda a diferenciar cada enfermedad y clasificar a los pacientes según sus firmas inflamatorias únicas.
Por ejemplo, en el lupus eritematoso sistémico, un trastorno autoinmune agresivo, los mapas revelaron que ciertos estados celulares inmunitarios se relacionan con formas más graves de la enfermedad. Una de las señales clave involucradas es la respuesta de interferón, un mecanismo de defensa natural que normalmente ayuda a combatir virus. En el lupus, esta señal está constantemente activa, lo que puede sobreestimular el sistema inmunitario y empeorar la inflamación. Este descubrimiento ayuda a los investigadores a entender por qué algunos casos se vuelven crónicos y más agresivos.
Cómo la IA aprende de la inflamación
Además de aplicar las últimas técnicas en genómica de célula única disponibles en CNAG, el estudio añade una segunda innovación: la aplicación de la IA para clasificar pacientes según los datos de las células individuales que componen los diferentes mapas del atlas de la inflamación. Los investigadores desarrollaron un modelo de IA generativa capaz de aprender de los estados celulares y de la actividad genética capturados en el atlas, con el objetivo de proyectar los patrones biológicos en futuros pacientes.
Este nuevo enfoque sienta las bases para una herramienta de medicina de precisión que podría acelerar el diagnóstico y guiar tratamientos más personalizados, mejorando tanto la calidad de vida como la gestión clínica de individuos afectados por enfermedades con condiciones inflamatorias. El Dr. Juan Nieto, inmunólogo del Grupo de Genómica de Célula Única en CNAG y también autor principal del estudio, señala: “Este atlas nos ayuda a avanzar hacia una atención más personalizada. Al comprender los patrones inflamatorios específicos de cada paciente, los clínicos podrían seleccionar tratamientos de manera más temprana y precisa, reduciendo el ensayo y error y mejorando la atención del paciente”.
Tras el lanzamiento de este recurso de código abierto, que ya se ha probado con muestras de pacientes como herramienta diagnóstica personalizada, los investigadores están trabajando ahora en la siguiente fase del proyecto. Sus esfuerzos se centran en establecer los protocolos necesarios para garantizar la calidad y la estandarización de los datos, con el objetivo de construir una base sólida que permita su integración en la práctica clínica, haciéndolo accesible a hospitales e instituciones sanitarias en el futuro.
El estudio ha sido posible gracias a los datos de DocTIS, un proyecto multicéntrico financiado por la Unión Europea orientado a mejorar la eficacia del tratamiento en enfermedades inflamatorias mediadas por el sistema inmunitario, y a la colaboración de una red de hospitales nacionalesy europeos.
Artículo científico
Jiménez-Gracia, L., Maspero, D., Aguilar-Fernández, S. et al. Interpretable inflammation landscape of circulating immune cells. Nat Med (2026). https://doi.org/10.1038/s41591-025-04126-3
