ARNs largos no codificantes como marcadores específicos de diferentes tipos celulares presentes en tejido vesicular humano

Abstract

La vesícula biliar ha sido escasamente estudiada a nivel unicelular, a pesar de la alta mortalidad del cáncer de vesícula biliar (GBC), especialmente en Latinoamérica, donde el pronóstico clínico es desfavorable. En este contexto, comprender la composición celular es clave para el desarrollo de biomarcadores, la identificación de blancos terapéuticos y el desarrollo de la progresión tumoral. Actualmente, tecnologías como scRNA-seq permiten una mayor resolución para analizar transcriptomas a nivel celular en diferentes condiciones. En este trabajo se analizaron datos públicos de scRNA-seq de tejido vesicular humano con énfasis en la identificación de marcadores celulares tipo lncRNAs y su relación con los mRNAs en diferentes condiciones. Las células identificadas fueron: fibroblastos, células epiteliales, macrófagos, células T y células endoteliales, siendo fibroblastos la población más abundante. La especificidad de los lncRNAs frente a los mRNAs, muestra que presentan una menor abundancia, pero una mayor especificidad celular, proponiéndose como potenciales biomarcadores. Los análisis de subtipos celulares muestran que en células epiteliales se identificaron los fenotipos Columnar epithelial cell y Profibrotic epithelial cell, con rasgos asociados a la transición epitelio-mesenquimal (EMT) y en fibroblastos se observaron los subtipos inflamatorios (IAFs) y asociados a cáncer (CAFs). Los análisis de funcionalidad entre lncRNA-mRNAs en el contexto de coexpresión, permitieron obtener 21 módulos funcionales, de los cuales 3 fueron analizados mediante redes de coexpresión. En el primer módulo se observó una respuesta inmune atenuada principalmente asociada a macrófagos, en donde se observaron transcritos como PTK2B y LINC01506 coexpresados. En el segundo módulo se observó una activa remodelación de la matriz extracelular y suprimida actividad del proteosoma, observando como nodos centrales como SMOC2 y HOXB-AS1, indicando un microambiente estromal profibrótico principalmente asociado a fibroblastos. En el tercer módulo se observaron procesos de adhesión celular dado por células epiteliales, los nodos observados fueron los mRNAs FGA, FGB y FGG coexpresados con el lncRNA CASC19 principalmente. Estos hallazgos evidenciaron una convergencia funcional entre las poblaciones celulares y módulos de coexpresión, destacando la participación de los lncRNAs en procesos vinculados a ECM, adhesión celular e inmunidad, sugiriendo que actúan como nodos reguladores del microambiente inflamatorio y mecánico. Este trabajo presenta el primer análisis celular-transcriptómico de vesícula biliar humana integrando mRNAs y lncRNAs, estableciendo una base para futuras validaciones funcionales y aplicación clínica en el diagnóstico preventivo del GBC.

The gallbladder has been scarcely studied at the single-cell level, despite the high mortality associated with gallbladder cancer (GBC), particularly in Latin America, where clinical prognosis is poor. In this context, understanding the cellular composition is essential for the development of biomarkers, the identification of therapeutic targets, and the study of tumor progression. Currently, technologies such as single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) enable higher resolution analysis of transcriptomes at the cellular level under different conditions. In this study, we analyzed publicly available scRNA-seq data from human gallbladder tissue, focusing on the identification of lncRNA-type cell markers and their relationship with mRNAs under distinct conditions. The identified cell types included fibroblasts, epithelial cells, macrophages, T cells, and endothelial cells, with fibroblasts being the most abundant population. Compared to mRNAs, lncRNAs exhibited lower expression but higher cell-type specificity, positioning them as potential biomarkers. Subtype analysis revealed two epithelial phenotypes Columnar epithelial cells and Profibrotic epithelial Cells characterized by features associated with epithelial–mesenchymal transition (EMT). In fibroblasts, two subtypes were identified: inflammatory-associated fibroblasts (IAFs) and cancer-associated fibroblasts (CAFs). Functional analysis of lncRNA-mRNA coexpression led to the identification of 21 functional modules, three of which were further analyzed through coexpression network approaches. The first module revealed an attenuated immune response primarily associated with macrophages, with coexpression of transcripts such as PTK2B and LINC01506. The second module exhibited active extracellular matrix (ECM) remodeling and suppressed proteasome activity, with SMOC2 and HOXB-AS1 as central nodes, suggesting a profibrotic stromal microenvironment mainly related to fibroblasts. The third module, driven by epithelial cells, involved cellular adhesion processes, where FGA, FGB, and FGG mRNAs were coexpressed with the lncRNA CASC19. These findings reveal a functional convergence between cell populations and coexpression modules, highlighting the involvement of lncRNAs in ECM remodeling, cell adhesion, and immune processes. The results suggest that lncRNAs may act as regulatory nodes of the inflammatory and mechanical microenvironment. This study presents the first single-cell transcriptomic analysis of the human gallbladder integrating mRNAs and lncRNAs, providing a foundation for future functional validation and potential clinical application in the early diagnosis of GBC.