Isso porque, embora o DNA das células humanas seja praticamente o mesmo, cada uma delas expressa combinações específicas de genes, produzindo diferentes proteínas e assumindo funções distintas no organismo. 

Desde 2010, a tecnologia de sequenciamento de célula única vem evoluindo e tornou possível mapear, com precisão inédita, a diversidade celular dos tecidos humanos. Isso permitiu que, em 2016, o consórcio internacional Human Cell Atlas (Atlas de Células Humanas) iniciasse a catalogação de todas as células do corpo humano, estabelecendo uma referência molecular de células saudáveis.

O estudo de células únicas revelou uma heterogeneidade muito maior do que se imaginava: mesmo dentro de um único tecido existem subpopulações celulares distintas, apesar de morfologicamente idênticas, com funções específicas.

O projeto, retratado em reportagem do Science Arena em 2024, utiliza sequenciamento de RNA de célula única para identificar padrões de expressão gênica, permitindo classificar células por afinidade molecular em vez de apenas por anatomia tradicional.  

Dados acessíveis

Concebido como ciência aberta, o projeto oferece dados gratuitos para pesquisadores e médicos do mundo todo, consolidando uma infraestrutura internacional de colaboração em bioinformática, biologia celular e medicina translacional.

Em 2024, o Atlas já reunia milhares de pesquisadores de mais de uma centena de países, incluindo o Brasil, onde a bióloga molecular Patricia Severino, uma das representantes do projeto na América Latina, lidera o projeto no Einstein Hospital Israelita com foco na biologia do câncer.

“A colaboração entre pesquisadores latino-americanos obteve muito bons resultados, entre eles os chamados Single Cell Notebooks, voltados a democratizar o acesso à formação em análise de célula única e transcriptômica espacial, com materiais didáticos multilíngues gratuitos reunidos em uma plataforma aberta e reutilizável, numa contribuição em âmbito global”, diz a pesquisadora.

Impulsionada pela colaboração da comunidade científica, a iniciativa resultou em um artigo publicado em maio deste ano na revista Nature Genetics, que descreve como a redução de obstáculos de idioma e tecnologia eleva a capacitação global, favorecendo pesquisas genômicas mais inclusivas e equitativas. 

Trabalho em rede

Nos diferentes países, o trabalho em rede fortaleceu as capacidades científicas não apenas pela coleta de amostras, mas pela formação de equipes em sequenciamento, análise computacional e inovação biomédica. 

Com isso, o desafio do projeto passou a incluir armazenamento, padronização e processamento de volumes massivos de dados biológicos. 

De acordo com Severino, o principal valor científico do Atlas está em criar um mapa de referência para compreender estados celulares fisiológicos e, por comparação, detectar alterações associadas a doenças. 

O avanço nas pesquisas deve gerar diagnósticos moleculares cada vez mais precisos, com a identificação de novos alvos terapêuticos, abrindo caminho para tratamentos personalizados, incluindo uma melhor compreensão de metástases e avanços em doenças infecciosas e tropicais negligenciadas. 

Impacto biomédico 

Ainda durante a pandemia de Covid-19, os dados do Atlas ajudaram a identificar células com expressão do receptor ACE2, contribuindo para pesquisas sobre mecanismos de infecção e potenciais tratamentos.

Além disso, o projeto fortaleceu capacidades científicas em regiões como América Latina e Ásia não apenas pela coleta de amostras, mas pela formação de equipes em sequenciamento, análise computacional e inovação biomédica.

Contudo, seu maior mérito está em redefinir a compreensão do corpo humano a partir da diversidade celular e molecular, com profundas implicações para pesquisas biomédicas, diagnósticos e terapias personalizadas.

Desde 2025, o Atlas mantém uma parceria com a UNESCO para ajudar a promover a ciência aberta e aumentar a capacidade de garantir os benefícios da genômica em escala global.

“Em nível celular já é possível entender porque alguns pacientes ou populações resistem a determinados tratamentos”, ressalta Severino. Por isso, diz ela, os dados obtidos têm sido utilizados para aplicações objetivas. 

“Ainda não há testes clínicos, mas o nível de conhecimento acumulado também poderá ser usado para esse tipo de desenvolvimento.”

Embora a diversidade genética seja uma preocupação desde o início dos estudos, o Atlas conta hoje com um grupo voltado à equidade e diversidade, para que populações diversas possam ser atendidas com base em dados que reflitam suas especificidades, como é o caso das populações latino-americanas. 

Estudos computacionais

Depois de caracterizar as células saudáveis, em sua fase atual as pesquisas do Atlas buscam descobrir porque células morfologicamente semelhantes se comportam de maneira distinta em partes diferentes de um mesmo tecido – o que é considerado fundamental para o desenvolvimento de novos tratamentos e medicamentos.  

Atualmente, células virtuais, ou modelos computacionais criados com o apoio de inteligência artificial (IA) que simulam o funcionamento de células reais, utilizam os dados já coletados para identificar padrões que técnicas de análise tradicionais não identificam. 

“Células virtuais permitem analisar grandes volumes de dados biológicos e estudar como genes estão envolvidos em doenças sem precisar fazer tantos experimentos em laboratório, o que pode reduzir muito o custo e o tempo no desenvolvimento de novos medicamentos”, diz a pesquisadora do Einstein, para quem o ecossistema desse desenvolvimento deve tornar a medicina de precisão ainda mais precisa.

Em um estudo já em fase final, a equipe latino-americana desenvolve um mapa celular dos perfis de expressão gênica para células imunológicas saudáveis ​​de diversas populações indígenas e miscigenadas das Américas, cujos resultados têm previsão de publicação para o segundo semestre de 2026.

O Atlas também organiza seu trabalho em torno de “Redes Biológicas”, lançando progressivamente versões preliminares que são continuamente atualizadas com a adição de novos doadores e populações.

 Anotações de tipos e estados celulares são aprimoradas ao longo do tempo e a harmonização de dados baseada em IA é cada vez mais incorporada.

Após dez anos de pesquisas, o Human Cell Atlas fará sua reunião anual em junho, em Boston, nos Estados Unidos, com foco no impacto dos estudos na saúde global e na medicina, enfatizando como pesquisadores e médicos podem utilizar IA para beneficiar pacientes em todo o mundo.

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