Znanstvenici napravili veliki korak naprijed u mapiranju svih 37 trilijuna stanica u ljudskom tijelu
Ljudsko tijelo sadrži oko 36 do 37 trilijuna stanica, a istraživači mapiraju gdje svaka od tih stanica nalazi. Znanstvenici iz Atlasa ljudskih stanica (engl. Human Cell Atlas ili HCA), međunarodnog istraživačkog konzorcija, profilirali su 100 milijuna stanica više od 10 000 ljudi diljem svijeta. Radeći u više od 100 zemalja, istraživači nastoje utvrditi sličnosti i razlike u stanicama ljudi različitog demografskog i genetskog podrijetla, piše Live Science.
Do 2026. tim planira otkriti atlas cijelog ljudskog tijela koji detaljno opisuje položaj, identitet i funkciju svake stanice u različitim fazama života. Taj će atlas biti samo prvi nacrt; kasnije bi ponavljanje procesa moglo uključivati podatke iz milijardi ljudskih stanica, predviđaju znanstvenici.
Znanstvenici iz HCA-e su objavili više od 40 radova koji će pomoći u izradi revolucionarnog prvog nacrta atlasa. Istraživačka zbirka, objavljena u srijedu u nekoliko časopisa Nature, prikazuje stanice u mnogim organima i organskim sustavima - uključujući pluća, mozak i kožu - i opisuje napredne računalne alate potrebne za obradu svih tih podataka.
Novo istraživanje uključuje detaljnu kartu probavnog trakta, od jednjaka do debelog crijeva. Istraživači su mapirali zdrav probavni trakt na temelju 1,1 milijuna stanica uzorkovanih od gotovo 190 ljudi. Također su prikupili podatke od ljudi s različitim gastrointestinalnim stanjima, uključujući ulcerozni kolitis i Crohnovu bolest. Ovim su radom otkrili vrstu stanica za koje se čini da pridonose upali kod ovih bolesti, vjerojatno prizivanjem imunoloških stanica.
"Intestinalna upala može uzrokovati metaplaziju stanica, pomak s jedne vrste stanice na drugu", napisao je Itai Yanai, znanstveni direktor Laboratorija za primijenjenu bioinformatiku na NYU Langone Health. S podacima iz zdravih i bolesnih crijeva, istraživači su uspjeli odrediti koje su matične stanice dovele do "metaplastičnih" stanica, rekao je Yanai. Nakon transformacije, metaplastične stanice potaknule su još veću upalu, pokazalo je istraživanje.
U drugim radovima, istraživali su rani ljudski razvoj, otkrivajući kako se placenta razvija i kostur počinje formirati u prvom tromjesečju trudnoće. Studija o formaciji kostura otkrila je nikad prije viđena stanja u koja stanice ulaze dok se pripremaju za formiranje lubanje. Istraživači su također istraživali gene koji bi mogli biti uključeni u kraniosinostozu, urođenu manu kod koje se meke točke lubanje prerano spajaju.
Drugi su se radovi usredotočili na "organoide", minijaturne verzije ljudskih organa uzgojenih u laboratoriju. U jednom od radova promatrali su moždane organoide, koji oponašaju mozak u razvoju. Različiti laboratoriji koriste različite strategije za uzgoj organoida, ali to postavlja pitanja o tome koja metoda proizvodi najbolji model - koji moždani organoid najbolje oponaša stvarni mozak? Znanstvenici su usporedili mape ljudskog mozga s mapama organoida, otkrivši da, barem do drugog tromjesečja, organoidi prilično dobro odgovaraju mozgovima fetusa. No, ostaju otvorena pitanja o trećem tromjesečju. Drugi laboratorij proveo je sličnu studiju proučavajući kožne organoide, kako bi vidio koliko nalikuju pravoj koži.
Atlas pomaže istraživačima da dođu do "boljih recepata" za organoide, rekla je na konferenciji za novinare Muzlifah Haniffa, članica organizacijskog odbora HCA. Ali "informacije nekako teku u oba smjera", dodala je Sarah Teichmann, supredsjednica HCA-e, jer organoidi također otkrivaju suptilne detalje onoga što se događa unutar tijela. Znanstvenici mogu "bockati i uznemiravati stanice" na načine koji ne bi bili mogući kod ljudi, rekla je. Stoga izrada stvarnih organoida može pomoći u otkrivanju kako bolesti nastaju i koji bi lijekovi mogli biti učinkoviti u liječenju od tih bolesti.
Svi ti radovi zajedno predstavljaju veliki korak naprijed. U međuvremenu, podaci koje je konzorcij prethodno objavio već su potaknuli nova otkrića: rad objavljen 2020. pomogao je otkriti neočekivana tkiva koja su bila ranjiva na covid, a mapa ljudskih pluća otkrila je novu vrstu stanice — ionocit — koja bi mogla igrati ključnu ulogu u cističnoj fibrozi .
"Zajedno, atlasi imaju potencijal predstavljati resurs koji bi drugi mogli istraživati i usporediti s drugim biološkim kontekstima, kao što su različite vrste i rijetke bolesti", dodao je Yanai. "Istraživači bi tada mogli otkriti aspekte ljudskog tijela koji se još ne mogu zamisliti".