Una nueva herramienta integra información genética, molecular y espacial para comprender mejor la organización de los tejidos.
Las tecnologías de multiómicas espaciales permiten observar cómo las moléculas, como genes y proteínas, se distribuyen dentro de los tejidos biológicos. Estos avances generan grandes volúmenes de datos que, hasta ahora, eran difíciles de integrar y comparar debido a la diversidad de métodos y escalas utilizadas. Para responder a este reto, investigadores de la Universidad de Boston y la Facultad de Medicina Icahn en Mount Sinai desarrollaron Giotto Suite, una plataforma que organiza y armoniza estos datos de manera flexible y accesible. El estudio fue publicado en Nature Methods.
“Hemos desarrollado esta herramienta teniendo en cuenta la escalabilidad, para adaptarse al creciente tamaño y complejidad de los conjuntos de datos espaciales. Nuestro objetivo era desarrollar una plataforma que ayudara a otros investigadores a descubrir nuevos conocimientos a partir de sus datos espaciales”, afirmó el coautor principal, el Dr. Ruben Dries, profesor adjunto de Medicina, Hematología y Oncología Médica en la Facultad de Medicina en la Universidad de Boston.
Giotto Suite está diseñado como un conjunto modular de paquetes en el lenguaje R, enfocados en el análisis, la integración y la visualización de datos multiómicos. Su característica central es que es agnóstico a la tecnología, lo que significa que puede trabajar con información generada por distintas técnicas, como transcriptómica espacial, proteómica e imágenes de tejidos. “Si bien las tecnologías ómicas espaciales están generando datos increíblemente ricos sobre el panorama molecular de los tejidos, el verdadero desafío ahora radica en analizar e interpretar esos datos”, explicó el coautor principal, el Dr. Guo-Cheng Yuan, profesor de Genética y Ciencias Genómicas en Icahn.
La herramienta introduce estructuras de datos innovadoras capaces de representar desde la ubicación de una sola molécula dentro de una célula hasta la arquitectura completa de un tejido. Esto facilita estudios a nivel subcelular, celular y tisular, lo que permite entender cómo interactúan las distintas capas de información biológica.
“El mayor obstáculo ya no es generar la información, sino darle sentido. Los biólogos necesitan herramientas que puedan seguir el ritmo de la creciente complejidad y escala de estos conjuntos de datos y les ayuden a extraer conclusiones significativas. Queríamos crear una herramienta que no solo simplificara el proceso de análisis, sino que también se adaptara a diferentes tipos de datos espaciales y flujos de trabajo, para que los investigadores pudieran centrarse en la ciencia en lugar de en los obstáculos técnicos”, detalló el Dr. Yuan.
Entre sus principales aportes destacan:
- Integración multimodal: combina datos de ARN, proteínas, epigenética y morfología en un solo marco de análisis
- Escalabilidad: puede manejar bases de datos masivas, con millones de células y transcripciones, gracias a técnicas de cálculo en paralelo y almacenamiento optimizado
- Interoperabilidad: se conecta con herramientas ampliamente usadas en biología computacional y ciencias geoespaciales, lo que favorece la colaboración y el desarrollo de nuevos métodos
- Interactividad: incluye aplicaciones visuales que permiten explorar y anotar regiones de interés en tejidos, incluso en tres dimensiones
Giotto Suite ya ha sido probado en datos de cáncer de mama, cerebro de ratón y amígdalas humanas, demostrando su capacidad para detectar patrones complejos de organización celular. Los autores destacan que este ecosistema será clave para iniciativas internacionales que buscan construir atlas celulares y tisulares a gran escala, fundamentales para entender procesos de salud y enfermedad.
El desarrollo de Giotto Suite representa un avance en el campo de la bioinformática aplicada a la biología espacial. Contar con marco unificado, escalable y abierto, permitiría acelerar descubrimientos sobre cómo se estructuran y funcionan los tejidos, con posibles aplicaciones en investigación biomédica, diagnóstico y terapias personalizadas.
