Mapování buněk v lidském těle: Výhody pro výzkum onemocnění

Pro příští dovolenou vyzkoušejte GPS a smartphone.

Místo toho jeďte po celé zemi pomocí jedné z map mapovaných na základní škole. Pravděpodobně má všechny státy a možná i několik řek a jezer.

ReklamaZkraje

Samozřejmě, že by bylo snadnější dostat se tam, kam jedete, kdybyste měli pár detailů - jako jsou ulice a silnice, a dokonce i mýtné.

Teď si představte, jak by bylo, kdybyste našla cestu kolem lidského těla pouze se školní skicou svých třílionů buněk.

To je problém, kterým čelí vědci, kteří se snaží porozumět a nalézt nová léčba nemocí, jako je rakovina, Alzheimerova choroba a astma.

Avšak ambiciózní nový projekt, který byl v Londýně oznámený na začátku tohoto měsíce, aby vytvořil kompletní mapu lidského těla, doufá, že poskytne výzkumným pracovníkům malou navigační pomoc.

"Buňka je klíčem k porozumění biologii zdraví a onemocnění, ale v současné době jsme omezeni naším chápáním toho, jak se buňky liší v každém orgánu, nebo dokonce kolik buněčných typů existuje v tělo ", uvedla v tiskové zprávě pro setkání Sarah Teichmann, Ph.D., šéf buněčné genetiky u institutu Sanger.

ReklamaZveřejňovat

Přečtěte si více: Co by mohlo být použit syntetický lidský genom? »

Podrobná mapa lidského těla

Mnoho vědeckých zdrojů uvádí asi 200 různých typů buněk v lidském těle - jako je kůže, srdce a svalové buňky.

Tím, že rozdrtíte bilióny buněk v těle do velkých skupin, ztratíte mnoho detailů.

Mnoho lékařských výzkumů se provádí stejným způsobem, přičemž výzkumníci se dívají na průměrnou buněčnou aktivitu v tkáni spíše než na variaci, která se vyskytuje v celé tkáni.

Atlas lidských buněk by přiblížil mapu - dolů na úroveň jednotlivých buněk.

Inzerce

Obsahuje seznam buněčných typů a podtypů v těle, jejich umístění, jak se v průběhu času mění v průběhu onemocnění a nemoci a jaké geny jsou zapnuté v každé buňce.

Tato referenční mapa by byla otevřeným zdrojem, který mohou vědci využít k podpoře vlastního výzkumu.

Někteří výzkumníci srovnávali iniciativu s projektem lidského genomu (HGP), který katalogizoval plnou lidskou genetickou sekvenci, i když nový projekt čelí mnoha jedinečným výzvám.

Reklama

"Typy dat, které se mají shromažďovat v rámci jednotlivých buněčných populací - a jednotlivých buněk - budou mnohem rozmanitější a budou mít obrovské problémy s integrací dat, která nemusí být tak složitá HGP, "Justin Balko, Pharm.Dr. D., Ph.D., odborný asistent lékařů a biologie rakoviny u Vanderbilt University Medical Center, řekl Healthline v e-mailu.

Vědci z Institutu Wellcome Trust Sanger, Široký institut MIT a Harvardu a další instituce začali v polovině října v Londýně počáteční diskusi o tom, jak tato mapa vypadá.

ReklamaZveřejnění

Skupina už má závazek financovat z Iniciativy Chan Zuckerberg, která nedávno oznámila, že má za cíl "léčit, předcházet nebo zvládat všechny nemoci do konce tohoto století. "

Přečtěte si více: Kolik vám Chan Zuckerberg pomůže 3 miliardy dolarů? »

Analýza jednotlivých buněk

Atlas lidských buněk bude podporován novou technologií navrženou pro analýzu jednotlivých buněk.

Reklama

V roce 2012 Aviv Regev, Ph.D., z Broad Institute, a její kolegové použili tuto technologii, aby se podívali na malou skupinu imunitních buněk nazývaných dendritické buňky. Z těch zdánlivě 18 identických buněk, tři se obrátily na jiné geny než ostatní.

"Byli jsme okamžitě ohromeni," řekl Regev The Atlantic. "Bylo to, jako kdybychom si mysleli, že všichni ve městě nosili zelené košile a ukázalo se, že někteří nosili modrou a někteří na sobě žlutou. "

ReklamaČerven

Při vyšetřování více než 1 700 dendritických buněk zjistila ještě větší rozdíly.

Náklady na tyto technologie dramaticky poklesly v posledních letech, což by mělo urychlit projekt.

Podle The Atlantic, v roce 2012 Regev utrácel tisíce dolarů, aby analyzoval jen těch 18 dendritických buněk. O rok později se cena snížila na 10 dolarů za buňku.

Jiné metody nyní umožňují výzkumníkům analyzovat stovky tisíc buněk najednou - pouze 6 centů na buňku.

Získání komplexního obrazu nebo katalogu všech buněčných typů v normální tkáni nám nakonec pomůže zjistit, jaké buňky se mění na rakovinu. Justin Balko, Vanderbilt University Medical Center

Tento podrobnější přístup k porozumění tkáním má mnoho potenciálních aplikací, například při výzkumu rakoviny.

"Získání komplexního obrazu nebo katalogu všech typů buněk v normální tkáni nám nakonec pomůže zjistit, jaké buňky se přeměňují na rakovinu, a na základě jejich biologie to jistě povede k náznakům lepší terapie," řekl Balko.

Výzkumníci, kteří používají kmenové buňky k regeneraci poškozených nebo ztracených tkání, mohou také využít - jak víte, co je třeba vytvořit, pokud nevíte, jaké typy buněk jsou v tkáni?

Dokonce i použití CRISPR k úpravě DNA by mohlo být podpořeno lepším pochopením toho, jak fungují a interagují buňky tím, že vedou výzkumné pracovníky směrem k pravým genům a upravují.

Ne každý výzkumný pracovník, kterého společnost Healthline oslovila, si dokonce uvědomuje iniciativu Human Cell Atlas, takže může trvat nějaký čas, než se celý projekt tohoto projektu uskuteční.

Přesto někteří badatelé jsou optimističtí ohledně potenciálu.

"Bude velmi vzrušující vidět, jak projekt hraje," řekl Balko."Jelikož jsou k dispozici další podrobnosti, mnozí z nás začnou přemýšlet o počátečních směrech, abychom využili tyto vzrušující údaje, abychom posílili naše chápání rakovinové biologie a vývoj nových terapií rakoviny. "

Přečtěte si více: Editor genu CRISPR dostane souhlas s léčbou rakoviny»