Sitemap
Поделиться на Pinterest
Ученые представили свои первые исследования по картированию клеток человеческого тела.Моторшн / Getty Images
  • Исследователи раскрыли прогресс, достигнутый ими в создании карты клеток человеческого тела.
  • Говорят, что такая карта может помочь в диагностике и лечении различных заболеваний.
  • Они сравнивают исследование с проектом «Геном человека», в ходе которого были секвенированы все гены человеческого генома.

Почти 20 лет назад десятилетиеПроект генома человеказавершила полную идентификацию, картирование и секвенирование всех генов в геноме человека.

Это было новаторское достижение, которое способствовало крупным достижениям в биомедицинских технологиях и исследованиях.

На этой неделе было представлено потенциально еще более важное достижение, поскольку международный консорциум Human Cell Atlas (HCA) представил подробные карты более 1 миллиона отдельных клеток в 33 органах и системах.

Данные, опубликованные в четырех крупных исследованиях в журнале Science, представляют собой самые полные в мире атласы клеток разных тканей.Это важный шаг к цели HCA по картированию всех типов клеток человеческого тела.

«Атлас клеток человека меняет наше понимание биологии и болезней», — сказал Стен Линнарссон, доктор философии, профессор Каролинского института в Швеции и член Организационного комитета HCA. «Эти кросс-тканевые исследования представляют собой важную веху для ГКА и биологии одиночных клеток, поскольку позволяют систематически и углубленно сравнивать одни и те же типы клеток в процессе развития и взросления. Они являются большим шагом вперед к созданию Атласа клеток человека всех типов клеток в организме человека, закладывая основу для новой эры диагностики, здравоохранения и точной медицины».

«Google карта» тела

На онлайн-пресс-конференции Сара А.Тейхманн, доктор философии, соучредитель и главный руководитель международного консорциума HCA и глава отдела клеточной генетики в Институте Wellcome Sanger в Кембридже, Англия, сравнил цель проекта с созданием «карты человеческого тела Google — карты человеческого тела». Карта Street View со всеми клетками и тканями».

«Что [HCA] действительно открывает, так это возможность понять ткань во всей ее красе», — добавил Авив Регев, доктор философии, соучредитель проекта и член Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарвардского университета в Массачусетсе.

По словам экспертов, полученные данные и те, которые обещают последовать, помогут исследователям понять болезни, разработку вакцин и такие области, как противоопухолевая иммунология и регенеративная медицина.

Например, по словам Тейхмана, исследование уже показало, «как иммунные клетки развиваются новыми и неожиданными способами» — в кишечнике, вилочковой железе и других тканях, а не только в костном мозге.

Регев сказал, что картирование клеток «помогает нам понять, где именно возникает болезнь» на клеточном уровне.

«Люди часто думают о геноме как о чертеже, но на самом деле это список частей».Стивен Куэйк, доктор философии, основатель Quake Lab, центра биологических исследований в Стэнфордском университете в Калифорнии, рассказал Healthline.

С помощью машинного обучения способность исследователей HCA разделять ткани на отдельные клетки для анализа дает представление о том, как эти генетические «части» работают вместе по всему телу.

«Геном — это список частей, но это не оператор — это клетки», — добавил Регев. «Если у вас есть гены, вы должны понять, где они работают».

Регев сравнил проект HCA с «Проектом генома человека, но созданным для 21 века».

«HCA — это полностью открытый процесс, в котором участвуют более 2000 ученых из 83 стран», — сказала она. «Это было невозможно в 1990-е годы».

Борьба с болезнью на клеточном уровне

По словам экспертов, картирование клеток будет особенно ценно для разработки лекарств, генной и клеточной терапии.

«Если вы нацелены на конкретную клетку, вы хотите знать, где еще в организме экспрессируется эта клетка».— сказал Квейк.

«Знание того, где еще экспрессируется ваша мишень, имеет решающее значение для предотвращения токсичности», — добавил Регев.

В одном из четырех первоначальных исследований исследователи из Wellcome Sanger Institute секвенировали РНК из 330 000 отдельных иммунных клеток, чтобы лучше понять, как иммунные клетки функционируют в различных тканях.

«Сравнивая определенные иммунные клетки в нескольких тканях от одних и тех же доноров, мы определили разные «ароматы» Т [иммунных] клеток памяти в разных областях тела, что может иметь большое значение для лечения инфекций», — сказал Тейхманн. «Наши общедоступные данные внесут свой вклад в Атлас клеток человека и могут послужить основой для разработки вакцин или для улучшения разработки иммунной терапии для борьбы с раком».

Во втором исследовании исследовательская группа под руководством Института Сенгера создала всеобъемлющий атлас развивающейся иммунной системы человека.Исследование включало ткани, участвующие в формировании крови и иммунных клеток, и показало, что определенные типы клеток теряются с возрастом человека.Исследователи заявили, что результаты могут поддержать исследования в области клеточной инженерии in vitro и регенеративной медицины.

Регев возглавил третье исследование, в котором использовались алгоритмы машинного обучения для анализа замороженного клеточного материала, преодолевая значительный барьер в области исследований, которая обычно должна полагаться на свежие ткани для анализа.200 000 клеток, добавленных в атлас командой Института Броуда, были успешно связаны с 6000 одногенными заболеваниями и 2000 сложными генетическими заболеваниями.

Регев сказал, что исследование «открывает путь к изучению тканей целых когорт пациентов на уровне отдельных клеток».

«Мы смогли создать новую дорожную карту для множества заболеваний, напрямую связав клетки с биологией болезней человека и генами риска заболеваний в тканях», — сказала она.

«Табула сапиенс»

Наконец, в исследовании Quake и его коллег из Chan Zuckerberg Biohub использовалось секвенирование одноклеточной РНК живых клеток для анализа нескольких органов от одного донора.

Это позволило сравнивать различные ткани с учетом таких факторов, как генетический фон, возраст и влияние окружающей среды.

Получившийся в результате клеточный атлас, включающий более 400 типов клеток, получил название «Tabula Sapiens».

«Tabula Sapiens — это справочный атлас, который дает молекулярное определение сотен типов клеток в 24 органах человеческого тела, — сказал Квейк.

Полученные данные позволили по-новому взглянуть на клеточную биологию, в том числе на то, как один и тот же ген может быть по-разному сплайсирован в различные типы клеток и как клоны иммунных клеток могут распространяться между тканями.

Все категории: блог