Sitemap
Deel op Pinterest
Wetenschappers hebben hun eerste onderzoek onthuld om de cellen in het menselijk lichaam in kaart te brengen.Motortion/Getty Images
  • Onderzoekers hebben onthuld welke vooruitgang ze hebben geboekt bij het maken van een kaart van de cellen in het menselijk lichaam.
  • Ze zeggen dat zo'n kaart kan helpen bij het diagnosticeren en behandelen van een verscheidenheid aan ziekten.
  • Ze vergelijken het onderzoek met het Human Genome Project, dat alle genen in het menselijk genoom in kaart heeft gebracht.

Bijna 20 jaar geleden, de tien jaar durendeMenselijk genoom projectklaar met het volledig identificeren, in kaart brengen en sequencen van alle genen in het menselijk genoom.

Het was een baanbrekende prestatie die heeft bijgedragen aan grote vooruitgang in biomedische technologie en onderzoek.

Deze week werd een mogelijk nog gedenkwaardigere prestatie geïntroduceerd toen het internationale Human Cell Atlas (HCA)-consortium gedetailleerde kaarten onthulde van meer dan 1 miljoen individuele cellen in 33 organen en systemen.

De gegevens, die zijn vrijgegeven in vier grote onderzoeken in het tijdschrift Science, vertegenwoordigen 's werelds meest uitgebreide celatlassen tussen weefsels.Het is een belangrijke opstap naar het doel van de HCA om alle celtypen van het menselijk lichaam in kaart te brengen.

"De menselijke celatlas transformeert ons begrip van biologie en ziekte", zegt Sten Linnarsson, Ph.D., een professor aan het Karolinska Institutet in Zweden en lid van het HCA-organisatiecomité. "Deze cross-tissue studies vormen een mijlpaal voor de HCA en eencellige biologie door systematische, diepgaande vergelijking van dezelfde celtypes in ontwikkeling en volwassenheid mogelijk te maken. Ze zijn een grote stap voorwaarts in het genereren van een menselijke celatlas van alle celtypen in het menselijk lichaam, waarmee een basis wordt gelegd voor een nieuw tijdperk van diagnose, gezondheidszorg en precisiegeneeskunde.”

Een ‘Google map’ van het lichaam

Op een online persconferentie zei Sarah A.Teichmann, Ph.D., mede-oprichter en hoofdleider van het internationale HCA-consortium en hoofd van cellulaire genetica aan het Wellcome Sanger Institute in Cambridge, Engeland, vergeleek het projectdoel met het maken van 'een Google-kaart van het menselijk lichaam - een' Street View-kaart van alle cellen en weefsels.”

"Wat [de HCA] echt opent, is het vermogen om weefsel in al zijn glorie te begrijpen", voegde Aviv Regev, Ph.D., een medeoprichter van het project en lid van het Broad Institute of MIT en Harvard University in Massachusetts toe.

De bevindingen - en degenen die beloven te volgen - zullen onderzoekers helpen om ziekten, vaccinontwikkeling en gebieden zoals antitumorimmunologie en regeneratieve geneeskunde beter te begrijpen, aldus experts.

Bijvoorbeeld, zei Teichmann, het onderzoek heeft al onthuld "hoe immuuncellen zich op nieuwe en onverwachte manieren ontwikkelen" - in de darm, de thymusklier en andere weefsels, niet alleen in het beenmerg.

Regev zei dat celmapping "ons helpt om precies te begrijpen waar ziekte ontstaat" op cellulair niveau.

“Mensen zien het genoom vaak als een blauwdruk, maar het is eigenlijk een onderdelenlijst”,Stephen Quake, Ph.D., een oprichter van het Quake Lab, een biologisch onderzoekscentrum aan de Stanford University in Californië, vertelde Healthline.

Geholpen door machinaal leren, geeft het vermogen van HCA-onderzoekers om weefsel in afzonderlijke cellen te scheiden voor analyse inzicht in hoe deze genetische "delen" door het hele lichaam samenwerken.

"Het genoom is de onderdelenlijst, maar het is niet de operator - dat zijn de cellen", voegde Regev eraan toe. "Als je eenmaal de genen hebt, moet je begrijpen waar ze werken."

Regev vergeleek het HCA-project met "het Human Genome Project, maar gemaakt voor de 21e eeuw."

"De HCA is een volledig open proces, met meer dan 2.000 wetenschappers in 83 landen", zei ze. “Dat was in de jaren negentig niet mogelijk.”

Ziektebestrijding op cellulair niveau

Cell mapping zal bijzonder waardevol zijn voor de ontwikkeling van geneesmiddelen, gentherapie en cellulaire therapie, aldus experts.

"Als je je op een bepaalde cel richt, wil je weten waar anders in het lichaam die cel tot expressie komt,"zei Quake.

"Weten waar je doelwit nog meer wordt uitgedrukt, is cruciaal om toxiciteit te voorkomen", voegde Regev eraan toe.

In een van de vier eerste onderzoeken hebben onderzoekers van het Wellcome Sanger Institute RNA van 330.000 afzonderlijke immuuncellen gesequenced om beter te begrijpen hoe immuuncellen in verschillende weefsels functioneren.

"Door bepaalde immuuncellen in meerdere weefsels van dezelfde donoren te vergelijken, identificeerden we verschillende 'smaken' van geheugen T [immuun] cellen in verschillende delen van het lichaam, wat grote implicaties zou kunnen hebben bij het beheersen van infecties," zei Teichmann. "Onze vrij beschikbare gegevens zullen bijdragen aan de Human Cell Atlas en kunnen dienen als een raamwerk voor het ontwerpen van vaccins, of om het ontwerp van immuuntherapieën om kankers aan te pakken te verbeteren."

In een tweede onderzoek creëerde een door het Sanger Institute geleid onderzoeksteam een ​​uitgebreide atlas van het zich ontwikkelende menselijke immuunsysteem.De studie omvatte weefsels die betrokken zijn bij de vorming van bloed en immuuncellen en onthulde dat bepaalde celtypen verloren gaan naarmate mensen ouder worden.Onderzoekers zeiden dat de bevindingen in-vitroceltechnologie en onderzoek naar regeneratieve geneeskunde kunnen ondersteunen.

Regev leidde een derde onderzoek waarin machine learning-algoritmen werden gebruikt om bevroren celmateriaal te analyseren, waarmee een belangrijke barrière werd overwonnen in een onderzoeksveld dat voor analyse doorgaans afhankelijk is van vers weefsel.De 200.000 cellen die door het team van het Broad Institute aan de atlas werden toegevoegd, werden met succes geassocieerd met 6.000 enkelvoudige ziekten en 2.000 complexe genetische ziekten.

Regev zei dat de studie "de weg opent naar studies van weefsels van hele patiëntencohorten op eencellig niveau."

"We waren in staat om een ​​nieuwe routekaart voor meerdere ziekten te maken, door cellen rechtstreeks te relateren aan de menselijke ziektebiologie en ziekterisicogenen in weefsels," zei ze.

De ‘Tabula Sapiens’

Ten slotte gebruikte een onderzoek door Quake en collega's van de Chan Zuckerberg Biohub eencellige RNA-sequencing van levende cellen om meerdere organen van één donor te analyseren.

Dat maakte vergelijkingen van verschillende weefsels mogelijk, terwijl gecontroleerd werd voor factoren zoals genetische achtergrond, leeftijd en omgevingseffecten.

De resulterende celatlas, die meer dan 400 celtypen omvat, werd "The Tabula Sapiens" genoemd.

"De Tabula Sapiens is een referentie-atlas die een moleculaire definitie geeft van honderden celtypen in 24 organen in het menselijk lichaam", zegt Quake.

De bevindingen onthulden nieuwe inzichten in cellulaire biologie, waaronder hoe hetzelfde gen op verschillende manieren in verschillende celtypen kan worden gesplitst en hoe klonen van immuuncellen over weefsels kunnen worden gedeeld.

Tutte le categorie: Blog