Многие болезни возникли на раннем этапе развития человека, и сегодня (8 сентября) две публикации в Nature показывают, как исследователи из консорциума Human Cell Atlas (HCA) продвигаются к пониманию этого. Глобальная инициатива HCA составляет карту каждого типа клеток в организме человека, чтобы преобразовать наши знания о биологии, инфекциях и болезнях.
Новое крупномасштабное исследование картировало клетки кишечника человека от раннего развития до взрослого возраста, создав наиболее полный на сегодняшний день клеточный атлас кишечника. Это показало, что болезнь Крона может быть вызвана активацией путей развития, и выявило потенциальные мишени для лекарств для лечения болезни Крона и других воспалительных заболеваний кишечника. Подробные карты помогут объяснить, как формируется и функционирует кишечник, и трансформируют исследования кишечных заболеваний.
Вторая публикация раскрывает чрезвычайно амбициозный план по созданию полного атласа клеток развития человека (HDCA) всех клеток, которые важны для здорового развития человека. Кишечник - лишь один из примеров важности этого, и исследователи из Сети биологических исследований развития атласа клеток человека и их сотрудники по всему миру показывают, как они будут составлять комплексную диаграмму развития тканей в пространстве и времени. Ключ к пониманию того, что происходит на раннем этапе развития и как это может повлиять на здоровье или привести к заболеванию, HDCA, вероятно, приведет к преобразованиям в здравоохранении.
Кишечник - это сложная ткань, состоящая из нескольких типов клеток, которая сильно меняется на раннем этапе развития. Чтобы понять, как развивается и функционирует кишечник, исследователи из Института Велком Сэнгера, Университета Ньюкасла, Кембриджского университета и их сотрудники в рамках Атласа клеток человека изучили более трети миллиона отдельных клеток кишечника из развивающихся тканей, а также от детских и взрослых доноров. .
Используя передовые методы одноклеточной геномики и пространственного анализа, команда выяснила, какие гены активны в каждой клетке, и создала очень обширный атлас клеток кишечника во времени и в 12 областях кишечника.
Раса Эльментайте, первый автор исследования из Института Велком Сэнгера, сказал: «Изучая несколько областей кишечника человека на протяжении всего развития, детства и взрослости, мы создали уникальную подробную карту здорового кишечника человека . Этот атлас клеток кишечника выявляет сложные процессы развития, в том числе то, как иммунная и нервная системы развиваются в здоровом кишечнике, и выявляет важные различия в кишечнике. Данные открыто доступны другим исследователям, изучающим кишечник, и, несомненно, будут способствовать будущим открытиям ».
В исследование также была включена биопсия кишечника у детей с болезнью Крона. Это в сочетании с данными о здоровом развитии дает новое представление о редких и распространенных заболеваниях кишечника.
Доктор Кайли Джеймс, старший автор статьи, которая выполнила работу в Институте Велкома Сэнгера, а сейчас работает в Институте медицинских исследований Гарвана, Австралия, сказала: «Этот атлас клеток кишечника уже проливает новый свет на происхождения болезни Крона и других кишечных заболеваний. Например, мы определили три ключевые клетки, которые привлекают иммунные клетки для формирования лимфоидной ткани во время развития, и показали, что этот же путь развития может вызывать болезнь Крона. Эти знания помогают исследователям определять потенциальные новые мишени для лекарств для заболевания кишечника ".
В то время как атлас кишечника является одним из примеров того, как понимание развития может пролить свет на болезнь, уже предпринимаются гигантские усилия по созданию полного атласа клеток развития человека (HDCA), чтобы изменить наше понимание здоровья и болезней. Подробная дорожная карта того, как исследователи из Биологической сети развития HCA планируют создать эти геномные справочные карты клеток, тканей и органов на разных этапах здорового человеческого развития, представлена в перспективной статье в Nature сегодня.
Профессор Музлифа Ханиффа, координатор Сети биологии развития из Университета Ньюкасла и Института Велкома Сэнгера, а также старший автор обеих статей, сказал: «Атлас клеток развития человека предоставит жизненно важный ресурс для понимания многих аспектов биологии и болезней. , чтобы улучшить здоровье человека. Наша дорожная карта показывает прогресс, которого мы достигли на данный момент, включая создание атласа развития кишечника, как мы планируем преодолевать проблемы для создания полного атласа человеческого развития и как это будет использоваться для понимания болезнь."
Координируемая по всему миру профессором Музлифой Ханиффой, профессором Стеном Линнарссоном и профессором Динн Тейлор, Биологическая сеть развития HCA объединит множество групп исследователей со всего мира, которые будут обмениваться данными и этическими ресурсами. Междисциплинарное сообщество будет анализировать и комбинировать данные с разных стадий развития, создавая трехмерные карты развития органов и всего эмбриона в пространстве и времени.
Профессор Дин Тейлор, координатор Сети биологических исследований развития Детской больницы Филадельфии, США, и старший автор статьи, сказала: «Создание Атласа клеток развития человека - чрезвычайно сложная задача с использованием современных технологий. - художественные технологии. Атлас будет чрезвычайно важным ресурсом не только для понимания здорового развития, но и для понимания многих типов болезней и расстройств, которые впервые проявляются у детей ».
Работая над пониманием того, как ткани развиваются и растут, более 600 исследователей приняли участие в первом заседании Атласа развития и педиатрических клеток HCA 25-27 августа 2021 года. Они связались виртуально, налаживая новое сотрудничество и обмениваясь знаниями, вдохновением и идеями, а также записывая беседы. теперь доступны.
Данные Атласа клеток развития человека будут доступны в открытом доступе и будут применяться для поиска мишеней для лекарств, разработки человеческих клеток для исследований или скрининга и, в конечном итоге, даже в качестве терапевтических средств для регенеративной медицины.
Доктор Сара Тайхманн, сопредседатель Организационного комитета Human Cell Atlas и руководитель отдела клеточной генетики в Институте Wellcome Sanger, а также автор обеих статей, сказала: «Детальное понимание развития поможет объяснить многие аспекты здоровья человека и болезней, от выкидышей и нарушений развития детей до рака и старения. Атлас клеток человека уже дает важные сведения о болезни Крона и других заболеваниях и показывает, как Атлас клеток развития человека изменит наше понимание развития человека с глубокими последствиями для диагностики , понимание болезней и регенеративная медицина ".
