Атлас на клетките в организма променя разбиранията ни за човешкото тяло

Акценти

Учени са се заели с тежката задача да картографират всички 37 милиарда клетки в човешкото тяло. Създаването на такава карта ще даде повече информация за механизмите, по които то функционира.

До момента знаем за съществуването на близо 200 вида клетки. Екипът, който работи по амбициозния научен проект обаче, открива, че те са хиляди, като някои от тях може би са причина за заболявания като възпаление на червата и цистична фиброза (муковисцидоза).

Проектът има множество направления. Едно от тях например е създаването на подробна карта на начина, по който се изгражда човешкият скелет и имунната система преди раждането.

От хартиена към електронна карта на човешките клетки

Съвременните технологии позволяват събирането на голяма база данни във файл, който всеки би могъл да съхранява в телефона си. „Досегашните атласи показваха само основните функции и механизми в човешкото тяло. Новият ще прилича на Google карта: с висока резолюция, опция, подобна на Street View, която демонстрира какво се случва точно на това място, и трета опция, която пък онагледява динамичните промени през деня (както в картата на Google се обозначава час пик)“, пояснява д-р Авив Реджев от Genentech.

Тя отбелязва, че подобно детайлно картографиране би помогнало на специалистите да разгадаят някои сложни аспекти на болестите, което би им помогнало също така да открият нови методи за тяхното лечение. „Клетките са в основата на живота. Ако човек се разболее, то нещо не е наред с клетките в тялото му“, допълва Реджев.

До момента в картата са включени над 100 милиона клетки

При начертаването на атласа на човешките клетки се използват биологични данни и съвременни компютърни технологии. До момента екипът е успял да изобрази над 100 милиона клетки върху картата, всяка от които е описана подробно. Те са взети от 10 хиляди души от различни страни.

В научното списание Nature вече са публикувани 40 научни открития, направени благодарение на атласа, който учените продължават да разработват.

Д-р Сара Тайхман от Кеймбриджкия университет и също член на екипа смята, че картата ще преобърне разбирането за човешкото тяло и болестите.

Карта на клетките в храносмилателната система

Най-новата разработка представлява карта на храносмилателната система – от устата, през хранопровода, стомаха, червата, до ануса. Изследователите разглеждат всеки вид клетки, къде се намират и как комуникират с клетките около тях.

Нов вид клетки в храносмилателната система

По време на анализа на близо 1,6 милиона клетки те откриват един съвсем нов вид – чревна метапластична клетка. Възможно е тя да влошава състоянието на пациенти с възпаление на червата като улцерозен колит и болест на Крон.

Д-р Раса Елмънтейт от института Wellcome Sanger, която участва в картографирането на храносмилателната система, вярва, че откритието на патогенния вид клетки може да се използва при създаване на нов медикамент за чревни възпалителни болести.

Над 3600 учени от 100 страни работят по проекта „Атлас на човешките клетки“, който е един от най-мащабните в областта на биологията и се смята за продължение на проекта, описващ секвенирането на човешкия геном.

» Съхраняват за бъдещето човешкия геном върху кристала на паметта

Карта на човешкия скелет

Друга екип работи върху карта, която описва как се формира човешкият скелет в майчината утроба, броени седмици след зачеването. Първо се образува така нареченото „скеле“ от хрущял, като този в основата на ноздрите ни. След това той се покрива с костни клетки. Единственото място, което остава непокрито, е горната част на черепа, за да може мозъкът да расте, без да бъде притиснат от костта.

Нови възможности за лечение на остеоартрит?

Някои от генетичните особености, които се наблюдават в този ранен процес на развитие в утробата, се свързват и с развитието на остеоартрит десетилетия по-късно. Д-р Кен То вярва, че атласът ще разкрие неизвестни досега подробности относно младия и остаряващия човешки скелет.

Карта на тимуса и имунните клетки

Друга разработка, включена в проекта, засяга тимуса – малък орган, който обучава имунната система как да се справя с патогените. Оказва се, че процесът всъщност започва много по-рано, отколкото се е смятало, което означава, че първите седмици от бременността може би също влияят върху имунната функция.

Анализът на тимуса дава възможност и за откриването на нови имунотерапии, предназначени за пациенти с онкологични заболявания.

Ролята на атласа по време на пандемията

Атласът на човешките клетки намери практическо приложение и по време на пандемията от COVID-19. Благодарение на подробните карти учените разбраха навреме как вирусът ще се пренася от тъкан на тъкан и идентифицираха носа, устата и очите като основни точки за неговото навлизане в тялото.

След завършването й картата ще промени изцяло диагностиката, мониторинга и лечението на болестите, категорични са специалистите.