Учёные начали работу над масштабным атласом человеческих клеток
Он охватывает 18 ключевых биологических систем тела, включая мозг и лёгкие.
Спустя восемь лет работы над проектом Human Cell Atlas (HCA) учёные первый черновой вариант атласа всех клеток человеческого организма. Этот масштабный международный проект, объединивший более 3 600 исследователей из 102 стран, ставит своей целью создание подробной карты примерно 37,2 триллиона клеток в теле человека. Полученная карта станет фундаментом для понимания механизмов здоровья, диагностики заболеваний и разработки персонализированных подходов к лечению.
Изображение: Anna Hupalowska / Aviv Regev
HCA включает 18 ключевых биологических систем организма, в том числе лёгкие, мозг, желудочно-кишечный тракт и костную ткань. Одна из самых выдающихся разработок — визуализация формирования скелета у плода, продемонстрированная на видео ниже. Исследователи детально описали, как хрящи (показаны голубым цветом) служат основой для костей (пурпурный цвет), а также показали уникальный процесс образования черепа, который происходит без участия хрящевой структуры.
Среди прочих успехов учёных — изучение клеточного строения суставов и внутренних органов, например кишечника. В одном из опытов с тканями кишечника применяли окрашивание, которое подсвечивало эндотелиальные клетки кровеносных сосудов и гладкие мышечные клетки. Подобные методики позволяют глубже разобраться в механизмах, приводящих к развитию болезней, и точнее оценивать результативность терапии.
Кровеносные сосуды в образце подвздошной кишки человека. Иммунофлуоресцентное окрашивание выделяет эндотелиальные клетки пурпурным цветом и гладкомышечные клетки голубым цветом. Изображение Ana-Maria Cujba
Ключевое значение для ускорения процессов имели технологии искусственного интеллекта и машинного обучения. Они дали возможность проанализировать колоссальные массивы информации, чтобы определить, в каких именно клетках проявляют активность свыше 100 000 известных генетических вариантов, ассоциированных с различными заболеваниями, и выяснить, какие функции они выполняют.
Ткань лёгких человека. Изображение Nathan Richoz / University of Cambridge
Эти сведения открывают перед медициной новые горизонты. К примеру, исследователи смогут глубже разобраться, почему определенные препараты действуют на одних пациентов результативно, а на других — без какого-либо эффекта. Помимо этого, данное изучение способствует определению главных клеток-мишеней для инновационных способов терапии, что ускоряет процесс создания лекарств.
Множество работ, связанных с этим проектом, уже были опубликованы в авторитетных научных изданиях, в том числе в журнале Nature. Они приближают нас к основной цели — формированию единой базы для развития персонализированной медицины, опирающейся на клеточное разнообразие.