Nowy atlas szczegółowo mapuje 1,6 miliona ludzkich komórek jelitowych z niespotykaną dotąd dokładnością

Najbardziej kompleksową mapę ludzkich komórek jelitowych stworzono dotychczas poprzez połączenie danych przestrzennych i danych dotyczących pojedynczych jąder pochodzących z 1,6 miliona komórek.

Mapowanie komórek jelitowych może dać lepszy wgląd w to, co dzieje się w chorobach takich jak rak jelita grubego i zapalna choroba jelit (IBD). Korzystając z atlasu, naukowcy z Instytutu Sangera i ich współpracownicy zidentyfikowali nową rolę konkretnej komórki jelitowej, która może być zaangażowana w cykl stanu zapalnego u niektórych osób, powodując ból i dyskomfort.

Badanie, opublikowane w czasopiśmie Nature, opisuje, jak zespół połączył ponad 25 jednordzeniowych zestawów danych dotyczących ludzkiego przewodu pokarmowego (GI), aby stworzyć największy na świecie, swobodnie dostępny zasób danych dotyczących jelit. Zasób ten obejmuje próbki zarówno od zdrowych osób, jak i osób cierpiących na różne choroby.

Znaczenie mapy komórek jelitowych

Dzięki lepszemu zrozumieniu struktury jelit w zdrowiu i chorobie naukowcy mogą zidentyfikować kluczowe zmiany, które mogą mieć związek z występowaniem chorób takich jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego czy choroba Leśniowskiego-Crohna, a także odkryć nowe cele dla rozwoju leków.

Niniejszy artykuł jest częścią serii publikacji (Nature Portfolio) związanych z projektem Human Cell Atlas, które stanowią znaczący postęp w naszym zrozumieniu ludzkiego ciała. Badania te rzucają światło na kluczowe aspekty biologii rozwojowej, zdrowia i chorób oraz przyczyniają się do rozwoju narzędzi analitycznych, które pomogą w opracowaniu atlasu komórek ludzkich.

Przewód pokarmowy obejmuje narządy odpowiedzialne za trawienie, od ust do odbytu. Pełni ważne funkcje, takie jak wchłanianie składników odżywczych i ochrona przed patogenami. Choroby przewodu pokarmowego dotykają miliony ludzi na całym świecie. Na przykład wrzodziejące zapalenie jelita grubego i choroba Leśniowskiego-Crohna dotykają ponad 7 milionów ludzi. Choroby te charakteryzują się takimi objawami, jak ból brzucha, biegunka, krwawienie z odbytu, zmęczenie i problemy ze stawami.

Rak jelita grubego, znany również jako rak jelita grubego, jest czwartym najczęściej występującym nowotworem w Wielkiej Brytanii, z prawie 43 000 osób diagnozowanych każdego roku. Na świecie jest około dwóch milionów przypadków.

Tworzenie zharmonizowanego zasobu

Ze względu na znaczenie tych chorób przeprowadzono wiele badań struktury komórek GI na pojedynczym jądrze. Jednak fragmentaryczne dane i metody utrudniają zewnętrznym badaczom korzystanie z tych zasobów.

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowali narzędzie do harmonizacji danych, tworząc ujednolicony zasób komórek jelitowych, który jest dostępny dla naukowców na całym świecie. Narzędzie to można również zastosować do innych organów w celu dalszych badań.

Powstały atlas łączy 25 zestawów danych i obejmuje 1,6 miliona komórek z danymi pojedynczego jądra i danymi przestrzennymi, dostarczając informacji o typach komórek, ich lokalizacji i interakcjach ze środowiskiem. Atlas obejmuje dane od zdrowych osób, a także pacjentów z rakiem żołądka i jelita grubego, celiakią, wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego i chorobą Leśniowskiego-Crohna.

Odkrycie nowej roli komórek

Zespół odkrył typ komórek znany jako komórki metaplastyczne jelit, które mogą być zaangażowane w stan zapalny. Te komórki, które normalnie biorą udział w naprawie wyściółki żołądka, wykazały podobieństwa genetyczne do innych komórek GI związanych ze stanem zapalnym. Naukowcy spekulują, że stan zapalny w IBD powoduje zmiany w tych komórkach, zwiększając stan zapalny.

Zastosowanie atlasu

Atlas jest dostępny bezpłatnie, a nowe procesy umożliwią dodawanie danych z przyszłych badań, tworząc dynamiczne i dostępne źródło informacji dla naukowców.

Dr Amanda Oliver, pierwsza autorka z Instytutu Sangera, powiedziała:
„Dane przestrzenne i dane dotyczące pojedynczych jąder dostarczają unikalnych spostrzeżeń na temat interakcji komórek jelitowych, pomagając lepiej zrozumieć, jak działa ludzkie ciało. Mamy nadzieję, że naukowcy będą nadal rozwijać te zasoby, dodając nowe spostrzeżenia, aby poprawić ludzkie zdrowie”.

Dr Rasa Elmentaite, współautorka badania, dodała:
„Ten zintegrowany atlas zawiera ogromną ilość danych, co pozwala nam identyfikować patogenne typy komórek, które mogą być celami przyszłych interwencji”.

Profesor Sarah Teichmann, współzałożycielka Human Cell Atlas, powiedziała:
„Ten atlas pokazuje, co można osiągnąć dzięki otwartej współpracy naukowców z całego świata. Jest to potężne narzędzie do zrozumienia chorób i opracowywania nowych metod leczenia”.