Corpul uman conține în jur 36 de trilioane la 37 de trilioane celule, iar cercetătorii cartografiază unde trăiește fiecare dintre aceste celule.
Oamenii de știință cu Atlasul celulelor umane (HCA), un consorțiu internațional de cercetare, a profilat 100 de milioane de celule de la peste 10.000 de oameni din întreaga lume. Lucrând în peste 100 de țări, cercetătorii își propun să identifice asemănările și diferențele dintre celulele oamenilor din diferite medii demografice și genetice.
Până în 2026, echipa plănuiește să dezvăluie un atlas al întregului corp uman care detaliază locația, identitatea și funcția fiecărei celule în diferite etape ale vieții. Acel atlas va fi doar o primă schiță; Iterațiile ulterioare ar putea include date de la miliarde de celule umane, proiectează oamenii de știință.
Acum, oamenii de știință HCA tocmai au lansat peste 40 de lucrări care vor ajuta la construirea primei schițe inovatoare a atlasului lor. Studiul de cercetare, publicat miercuri (20 noiembrie) în mai multe Reviste de naturăprezintă celulele din multe organe și sisteme de organe – inclusiv plămânii, creierul și pielea – și descrie instrumentele de calcul avansate necesare pentru a analiza toate aceste date.
Înrudit: Cea mai detaliată hartă a creierului uman conține vreodată 3.300 de tipuri de celule
Aviv Regevun copreședinte fondator al HCA, a comparat progresul cu progresele înregistrate în cartografia tradițională. Imaginați-vă că treceți de la a avea doar hărți ale lumii din secolul al XV-lea la a avea Google Maps, complet cu topografii detaliate, vederi ale străzilor și modele dinamice de trafic.
„Așadar, acesta este saltul pe care l-am făcut – trecerea de la hărți care arată la fel de grosolane la hărți care sunt la rezoluția Hărții Google”, a spus Regev la o conferință de presă marți (19 noiembrie). „Dar mai avem de lucru”.
Aceasta arată o parte a unui membru în curs de dezvoltare, inclusiv mâna și degetele în curs de dezvoltare. Fiecare punct este o celulă, cu culori diferite reprezentând tipuri largi de celule.
Noua cercetare include a harta detaliată a tractului digestivmergând de la esofag la colon. Cercetătorii au cartografiat un tract digestiv sănătos pe baza a 1,1 milioane de celule prelevate de la aproape 190 de persoane. Ei au compilat, de asemenea, date de la persoane cu diferite afecțiuni gastrointestinale, inclusiv colita ulceroasă și boala Crohn. Prin această lucrare, ei au descoperit un tip de celulă care pare să contribuie la inflamaţie în aceste boli, probabil prin invocarea celulelor imune.
„Inflamația intestinală poate determina celulele să sufere metaplazie, o schimbare de la un tip de celulă la altul”, Itai Yanaidirector științific al laboratoarelor de bioinformatică aplicată de la NYU Langone Health, a scris într-un comentariu. Cu date de la intestine sănătoase și bolnave, cercetătorii au reușit să identifice care celule stem a dat naștere la celulele „metaplastice”, a spus Yanai. După transformare, celulele metaplastice au provocat apoi mai multă inflamație, a sugerat cercetările.
În alte lucrări, cercetătorii au deschis o fereastră către dezvoltarea umană timpurie, dezvăluind modul în care placenta se dezvoltă iar cel începe să se formeze scheletul în primul trimestru de sarcină. Ultimul studiu a dezvăluit stări nemaivăzute până acum că celulele intră în timp ce se pregătesc să formeze craniul. Cercetătorii au investigat, de asemenea, genele care ar putea fi implicate craniosinostozaun defect congenital în care punctele moi ale craniului fuzionează prea devreme.
Alte lucrări s-au concentrat pe „organoide”, versiuni în miniatură ale organelor umane crescut în laborator. Unul s-a uitat organoizi cerebralicare imită creierul în curs de dezvoltare. Diferite laboratoare folosesc diverse strategii pentru a cultiva organoizi, dar asta ridică întrebări cu privire la care metodă produce cel mai bun model – care organoid cerebral imită cel mai bine un creier real? Oamenii de știință a comparat hărțile creierului uman cu cele ale organoidelorconstatând că, cel puțin până în al doilea trimestru, organoizii se potrivesc destul de strâns cu creierul fetal. Rămân întrebări deschise despre al treilea trimestru.
Un alt laborator a efectuat un studiu similar privind organoizii pieliipentru a vedea cât de mult semănau cu pielea adevărată.
Atlasul îi ajută pe cercetători să vină cu „rețete mai bune” pentru organoizi, Muzlifah Haniffaun membru al comitetului de organizare al HCA, a declarat la conferința de presă.
Dar „informația circulă în ambele sensuri”, Sarah Teichmanna adăugat un copreședinte HCA, pentru că organoizii dezvăluie și detalii subtile despre ceea ce se întâmplă în interiorul corpului. Oamenii de știință pot „împinge celulele, perturba celulele” în moduri care nu ar fi posibile la subiecții umani, a spus ea. Astfel, realizarea de organoizi reali poate ajuta la dezvăluirea modului în care apar bolile și care medicamente le-ar putea trata eficient.
Luate împreună, cele peste trei duzini de documente HCA reprezintă un pas major înainte. Între timp, datele publicate anterior de consorțiu au alimentat deja noi descoperiri: Munca publicat în 2020 a ajutat la dezvăluirea țesuturilor neașteptate care erau vulnerabile la COVID-19, iar o hartă a plămânului uman a dezvăluit un nou tip de celulă – ionocitul – care poate juca un rol rol cheie în fibroza chistică.
„În mod colectiv, atlasele au potențialul de a constitui o resursă pe care alții ar putea fi inspirați să o exploreze și să o compare cu alte contexte biologice, cum ar fi diferite specii și boli rare”, a scris Yanai. „Cercetătorii ar putea descoperi apoi aspecte ale corpului uman care nu pot fi încă imaginate”.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!
Comentarii recente