Noul atlas cartografiază 1,6 milioane de celule intestinale umane în detaliu, cu o precizie fără precedent

Cea mai cuprinzătoare hartă a celulelor intestinale umane de până acum a fost creată prin combinarea datelor spațiale și a celor provenite de la un singur nucleu, provenite de la 1,6 milioane de celule.

Cartografierea celulelor intestinale ar putea oferi mai multe informații despre ce se întâmplă în boli precum cancerul intestinal și boala inflamatorie intestinală (BII). Folosind atlasul, cercetătorii de la Institutul Sanger și colegii lor au identificat un nou rol pentru o anumită celulă intestinală care ar putea fi implicată într-un ciclu de inflamație la unele persoane, provocând durere și disconfort.

Studiul, publicat în revista Nature, descrie modul în care echipa a combinat peste 25 de seturi de date gastrointestinale (GI) umane cu un singur nucleu pentru a crea cea mai mare resursă de date intestinale disponibilă gratuit din lume. Această resursă include mostre atât de la persoane sănătoase, cât și de la persoane care suferă de diverse boli.

Semnificația hărții celulelor intestinale

Printr-o mai bună înțelegere a structurii intestinului în stare de sănătate și boală, cercetătorii pot identifica modificări cheie care pot fi asociate cu apariția unor boli precum colita ulcerativă și boala Crohn, precum și pot descoperi noi ținte pentru dezvoltarea de medicamente.

Acest articol face parte dintr-o serie de publicații (Portfolio Nature) asociate cu proiectul Atlasul Celulelor Umane, care reprezintă progrese semnificative în înțelegerea noastră asupra corpului uman. Aceste studii evidențiază aspecte cheie ale biologiei dezvoltării, sănătății și bolilor și contribuie la dezvoltarea de instrumente analitice care vor ajuta la elaborarea unui atlas al celulelor umane.

Tractul gastrointestinal include organele responsabile de digestie, de la gură până la anus. Acesta îndeplinește funcții importante, cum ar fi absorbția nutrienților și protejarea împotriva agenților patogeni. Bolile gastrointestinale afectează milioane de oameni din întreaga lume. De exemplu, colita ulceroasă și boala Crohn afectează peste 7 milioane de oameni. Aceste boli sunt caracterizate prin simptome precum dureri abdominale, diaree, sângerări rectale, oboseală și probleme articulare.

Cancerul de colon, cunoscut și sub denumirea de cancer colorectal, este al patrulea cel mai frecvent tip de cancer în Regatul Unit, cu aproape 43.000 de persoane diagnosticate în fiecare an. Există aproximativ două milioane de cazuri la nivel mondial.

Crearea unei resurse armonizate

Datorită importanței acestor boli, au fost efectuate numeroase studii cu un singur nucleu asupra structurii celulelor gastro-intestinale. Cu toate acestea, datele și metodele fragmentate au îngreunat utilizarea acestor resurse de către cercetătorii externi.

Pentru a aborda această problemă, cercetătorii au dezvoltat un instrument de armonizare a datelor, creând o resursă standardizată de celule intestinale accesibilă oamenilor de știință din întreaga lume. Instrumentul poate fi aplicat și altor organe pentru cercetări ulterioare.

Atlasul rezultat combină 25 de seturi de date și include 1,6 milioane de celule cu date despre un singur nucleu și date spațiale, oferind informații despre tipurile de celule, locațiile acestora și interacțiunile cu mediul. Atlasul include date de la persoane sănătoase, precum și de la pacienți cu cancere gastro- și colorectale, boală celiacă, colită ulcerativă și boală Crohn.

Descoperirea unui nou rol pentru celule

Echipa a descoperit un tip de celulă cunoscută sub numele de celule metaplazice intestinale, care ar putea fi implicate în inflamație. Aceste celule, care sunt în mod normal implicate în repararea mucoasei stomacului, au prezentat asemănări genetice cu alte celule gastrointestinale asociate cu inflamația. Oamenii de știință speculează că inflamația din boala inflamatorie intestinală provoacă modificări ale acestor celule, crescând inflamația.

Aplicarea atlasului

Atlasul este disponibil gratuit, iar noi procese au fost dezvoltate pentru a permite adăugarea datelor de cercetare viitoare, creând o resursă dinamică și accesibilă pentru oamenii de știință.

Dr. Amanda Oliver, autoare principală de la Institutul Sanger, a declarat:
„Datele spațiale și cele privind nucleul individual oferă perspective unice asupra modului în care interacționează celulele intestinale, ajutând la o mai bună înțelegere a modului în care funcționează corpul uman. Sperăm că cercetătorii vor continua să dezvolte această resursă, adăugând noi perspective pentru a îmbunătăți sănătatea umană.”

Dr. Rasa Elmentaite, coautor al studiului, a adăugat:
„Acest atlas integrat include o cantitate imensă de date, permițându-ne să identificăm tipuri de celule patogene care ar putea fi ținte pentru intervenții viitoare.”

Profesorul Sarah Teichmann, cofondatoare a Atlasului Celulelor Umane, a declarat:
„Acest atlas demonstrează ce se poate realiza prin colaborarea deschisă între oamenii de știință din întreaga lume. Este un instrument puternic pentru înțelegerea bolilor și dezvoltarea de noi tratamente.”