Què fa que una cèl·lula beta del pàncrees sigui diferent d’una delta o d’una alfa? Un equip del grup d’Endocrine Regulatory Genomics del Departament de Medicina i Ciències de la Vida de la Universitat Pompeu Fabra (MELIS-UPF) ha desenvolupat SPICEY, una eina informàtica que ajuda a identificar quins gens i quines regions reguladores de l’ADN són pròpies de cada tipus de cèl·lula. Aplicada als illots pancreàtics, pot ajudar a entendre millor com funciona aquest teixit en salut i diabetis.
Les tecnologies single-cell han revolucionat la manera d’estudiar teixits complexos com el pàncrees. En lloc d’analitzar un teixit sencer en conjunt, la tecnologia single-cell permet analitzar el material genètic de les cèl·lules una per una i veure millor en què es diferencien. Però tenir més dades no sempre vol dir entendre-les millor, continuava faltant una manera clara de mesurar fins a quin punt un gen, o una regió reguladora de l’ADN, és realment específica d’un tipus cel·lular concret.
Aquí és on entra SPICEY. L’eina analitza, d’una banda, quins gens estan especialment actius en cada població cel·lular i, de l’altra, quines regions de la cromatina (el material genètic empaquetat dins del nucli) estan més accessibles i poden actuar com a “interruptors” d’aquests gens. El seu valor afegit és que integra totes dues capes d’informació.
Dels marcadors coneguts a nous candidats
Aplicada a illots pancreàtics humans, SPICEY recupera marcadors coneguts de diferents poblacions cel·lulars, com la insulina en les cèl·lules beta del pàncrees, o la somatostatina en les delta. Però també permet identificar nous candidats amb alta especificitat cel·lular, com l’ADCYAP1 en cèl·lules beta, que mostra una alta coherència entra expressió i accessibilitat de la cromatina. Això ajuda a connectar regions reguladores amb els seus gens diana, així com a reconstruir relacions funcionals dins de xarxes gen-reguladores especifiques de teixit.
“SPICEY neix per omplir un buit important en l’anàlisi de dades single-cell: fins ara no teníem una manera clara i quantitativa de mesurar fins a quin punt l’expressió d’un gen o l’activitat d’un element regulador és específica d’un tipus cel·lular respecte als altres”
Georgina Fuentes-Páez, estudiant de doctorat i autora principal d’aquest estudi.
Això és especialment rellevant en el cas del pàncrees, perquè moltes variants genètiques associades a la diabetis es troben en regions no codificants del genoma. És a dir, no alteren directament un gen, sinó la seva regulació. Per això, eines com SPICEY poden ser útils per entendre millor quins mecanismes reguladors són importants en salut i malaltia.
Més enllà del pàncrees i la diabetis
Tot i que l’estudi se centra en illots pancreàtics, els autors expliquen que SPICEY és una eina versàtil que es pot aplicar a altres contextos biològics. Pot ser útil en estudis de teixit sa o malalt, inflamació, resposta a tractaments o processos de diferenciació cel·lular, sempre que hi hagi dades d’expressió gènica i/o activitat reguladora en diferents tipus cel·lulars.
L’eina pot ajudar a prioritzar gens i elements reguladors amb possible rellevància funcional per a futurs estudis. En un moment en què la biologia genera cada vegada més dades detallades, eines com SPICEY recorden que el repte no és només obtenir informació, sinó saber interpretar-la.
Fuentes-Páez, G., Molina, N., Ramos-Rodríguez, M. et al. SPICEY: an R package for quantifying tissue specificity from single cell multi-omics data. BMC Bioinformatics 27, 80 (2026).
