Mural-VISTA: A tool for mural cell-vessel interaction assessment and multiscale single-cell topo-morphological analysis

Dentro de las paredes de nuestros vasos sanguíneos, se desarrolla una asociación silenciosa pero vital entre el vaso mismo y las células que lo envuelven. Estas células envolventes, conocidas como células murales, incluyen pericitos y células de músculo liso vascular. No son meras coberturas pasivas; ellas moldean y estabilizan activamente los diminutos tubos que transportan la sangre por todo el cuerpo. Para comprender cómo funcionan estas células, los científicos deben observar su forma tridimensional. Durante años, los investigadores han dependido de imágenes bidimensionales planas para estudiar estas células, un método que aplana las complejas y retorcidas ramificaciones de las células en un solo plano. Este enfoque a menudo oculta la verdadera naturaleza de la célula, haciendo que diferentes partes se superpongan y oscureciendo exactamente cómo la célula toca e interactúa con el vaso que rodea. Sin una visión clara de la estructura tridimensional completa, resulta difícil medir cómo estas células cambian cuando su química interna se altera.

Para resolver este problema, los investigadores desarrollaron una nueva herramienta digital llamada Mural-VISTA. Se trata de un programa informático especializado diseñado para tomar modelos tridimensionales complejos de células y vasos y medirlos con alta precisión. En lugar de mirar una imagen plana, la herramienta trabaja con una malla de superficie reconstruida, que es esencialmente una piel digital construida sobre la forma de la célula. El software permite a un científico trazar interactivamente el centro del vaso y luego separar cuidadosamente las diferentes partes de la célula, distinguiendo el cuerpo principal de las ramas largas y delgadas que se extienden. Una vez que las partes se separan, el programa calcula treinta y seis mediciones diferentes. Estas métricas describen la forma de la célula en tres escalas distintas: los segmentos diminutos de una rama, la rama completa y la célula entera como una sola unidad. Al utilizar estas mediciones, los investigadores pueden cuantificar exactamente cómo está construida la célula y cómo se asienta en relación con la pared del vaso.

El equipo utilizó esta nueva herramienta para investigar qué sucede cuando cambia la actividad de una proteína específica dentro de la célula, llamada RhoA. RhoA es una molécula que ayuda a controlar el esqueleto interno de la célula, el cual determina su forma y rigidez. Los investigadores probaron dos escenarios: uno donde la proteína quedó bloqueada en un estado permanentemente activo, y otro donde su actividad se redujo significamente. Cuando la proteína fue forzada a permanecer activa, la herramienta reveló que las células se volvieron más simples en su estructura. Las ramas crecieron más pocas y rectas, alineándose más estrechamente con el vaso. Este cambio ocurrió en ambos tipos de células murales. Sin embargo, la herramienta también detectó una diferencia entre los dos tipos de células. Mientras que la proteína activa hizo que toda la célula y sus ramas fueran más sólidas y compactas en las células de músculo liso vascular, este cambio específico no ocurrió en los pericitos.

Cuando los investigadores redujeron la actividad de la proteína, los resultados fueron diferentes de nuevo y dependieron del tipo de célula. En los pericitos, las ramas se volvieron más numerosas y menos sólidas, extendiéndose más de lo habitual. En contraste, las células de músculo liso vascular no mostraron este mismo aumento en el número de ramas o disminución en la solidez. Esto sugiere que los dos tipos de células murales reaccionan de manera diferente cuando la misma señal interna se reduce. El estudio confirma que la forma de estas células no es aleatoria, sino que está estrechamente vinculada a sus señales químicas internas y a su relación física con el vaso. Al proporcionar una forma de medir estas formas complejas en tres dimensiones, Mural-VISTA ofrece una ventana más clara hacia cómo estas células esenciales mantienen la salud de nuestros vasos sanguíneos.