Ткань легкого человека. © Nathan Richoz/University of Cambridge
По оценкам, в организме человека насчитывается около 37 триллиона клеток, и ученые стали еще на один шаг ближе к картированию всех из них благодаря публикации более 40 статей в журналах Nature Portfolio.
Исследования в рамках инициативы Human Cell Atlas (HCA) открывают новые возможности понимания того, как формируются плацента и скелет, изменений, происходящих во время созревания мозга, новых состояний клеток кишечника и сосудов, реакции легких на COVID-19, влияния генетических вариаций на заболевания и многого другого.
Консорциум HCA стремится создать атлас всех типов клеток человеческого организма и их свойств с 2016 года. Это международный проект, в котором участвуют более 3600 участников из 102 стран.
«Это решающий момент для сообщества HCA, поскольку мы приближаемся к созданию первого проекта Атласа клеток человека», — говорит доктор Авив Регев, сопредседатель-основатель HCA.
«Этот набор исследований демонстрирует основные достижения в области биологии и искусственного интеллекта, достигнутые с момента публикации Белой книги HCA в 2017 году, и которые теперь предоставляют многочисленные биологические и клинические идеи.
Тонкий кишечник человека.
«Этот масштабный, поддерживаемый сообществом, глобально репрезентативный и тщательно курируемый атлас будет постоянно развиваться и оставаться доступным для всех, чтобы углубить наши знания о здоровье человеческого организма и методах лечения заболеваний».
Последние исследования освещают результаты, полученные в трех ключевых областях деятельности консорциума: ткани развития человека, инструменты анализа и органы или биологические системы.
Самая полная на сегодняшний день карта клеток человеческого кишечника была создана путем объединения пространственных и клеточных данных из 1,6 миллиона клеток. Исследование Nature описывает клетки от тканей рта до пищевода, желудка, кишечника и толстой кишки у здоровых взрослых и людей с воспалительными заболеваниями.
«Нам удалось обнаружить патогенный тип клеток, который может играть роль в некоторых хронических заболеваниях и может стать объектом вмешательства в будущем», — говорит соавтор исследования доктор Раса Элментайт из Ensocell Therapeutics.
Здесь показана развивающаяся верхняя конечность, включая развивающуюся руку и пальцы. Каждое пятно представляет собой сегментированную клетку. Степень экспрессии 155 различных генов определяется в каждом пятне. Каждый цвет представляет собой широкий тип клеток (мышцы/хрящи/кожа и т. д.).
«Это демонстрирует эффективность использования интегрированных атласов отдельных клеток в исследованиях, и я уверен, что применение такого подхода к другим тканям и органам приведет к новым терапевтическим открытиям для целого ряда состояний».
В другой статье журнала Nature описывается первый атлас развития скелета человека.
«Существует бесчисленное множество процессов, которые действуют согласованно в процессе развития скелета и суставов человека», — говорит доктор Кен То, соавтор исследования из Института Уэллкома Сенгера, Великобритания.
Изображение тимуса с платформы IBEX protein multiplex (44 белка на одном изображении). Тимические эпителиальные клетки помечены DEC205 (голубой), панцитокератином (фиолетовый), кератином 5 (красный), кератином 14 (желтый). © Andrea Radtke/NIH.
«Наше исследование охарактеризовало типы клеток и механизмы, участвующие в формировании костей и сращении черепа. Изучая их, мы смогли дать контекст вариантам ДНК, связанным с врожденными состояниями, такими как краниосиностоз, предсказав, как генетические изменения влияют на развивающийся скелет».
А атлас развивающегося тимуса человека — органа, тренирующего Т-клетки, защищающие от инфекций и рака, — также появился в журнале Nature.
Соавтор исследования, доктор Вероника Кедлиан из Кембриджского университета, говорит, что их атлас здорового развития тимуса может привести к появлению новых стратегий повышения иммунитета, особенно у пожилых людей или людей с дефицитом тимуса.
«Мы уже применяем этот ресурс для изучения возрастных изменений иммунитета и таких состояний, как синдром Ди Джорджи, при котором дети рождаются без функционирующей тимуса и очень уязвимы к инфекциям».