Forscher des globalen Human Cell Atlas (HCA)-Konsortiums berichten von bedeutenden Fortschritten bei ihrem Streben nach einem besseren Verständnis der Zellen des menschlichen Körpers in gesundem und krankem Zustand. Heute (20. November) wurde eine Sammlung von mehr als 40 von Experten begutachteten Artikeln in Nature und anderen Zeitschriften des Nature Portfolio veröffentlicht.
Die Sammlung hebt viele der umfangreichen Datensätze, künstlichen Intelligenzalgorithmen und biomedizinischen Entdeckungen des HCA hervor, die unser Verständnis des menschlichen Körpers bereits jetzt verändern. Zu den Studien gehören unter anderem die Enthüllung der Bildung von Plazenta und Skelett, Veränderungen während der Hirnreifung, neue Zustände von Darm- und Gefäßzellen, Lungenreaktionen auf COVID-19, die Untersuchung der Auswirkungen genetischer Variationen auf Krankheiten und vieles mehr.
Die Beiträge in der Sammlung wurden von Forschern aus aller Welt beigesteuert. Sie bieten wichtige Werkzeuge und Beispiele dafür, wie Zellatlanten im großen Maßstab erstellt werden können. Zusammengenommen stellen diese Studien einen Beweis für das mutige Bestreben des HCA dar, alle Aspekte der menschlichen Vielfalt zu erfassen, einschließlich genetischer, geografischer, altersbezogener und geschlechtlicher Vielfalt.
Credits:
Grace Burgin, Noga Rogel und Moshe Biton, Klarman Cell Observatory, Broad Institute
Die HCA entwickelt und verwendet experimentelle und computergestützte Ansätze in der Einzelzell- und räumlichen Genomik, um umfassende Referenzkarten aller menschlichen Zellen – der Grundbausteine des Lebens – zu erstellen, die sowohl für das Verständnis der menschlichen Gesundheit als auch für die Diagnose, Überwachung und Behandlung von Krankheiten als Grundlage dienen. Bis heute haben mehr als 3.600 HCA-Mitglieder aus über 100 Ländern zusammengearbeitet, um Profile von mehr als 100 Millionen Zellen von über 10.000 Menschen zu erstellen. Derzeit arbeiten Forscher an der Zusammenstellung eines ersten Entwurfs des Human Cell Atlas, der schließlich auf Milliarden von Zellen aller Organe und Gewebe erweitert werden soll.
Diese Studiensammlung im Nature Portfolio zeigt bedeutende Fortschritte in drei Aspekten der Mission des HCA: Kartierung einzelner Gewebe oder Organe von Erwachsenen; Kartierung sich entwickelnder menschlicher Gewebe; und Entwicklung bahnbrechender neuer Analysemethoden, darunter Methoden auf Basis künstlicher Intelligenz/maschinellen Lernens. Die beteiligten Forscher sind Mitglieder der 18 biologischen Netzwerke des HCA, von denen sich jedes auf ein bestimmtes Organ, Gewebe oder System konzentriert.
Mehrere Studien in der Sammlung liefern eine detaillierte Analyse bestimmter Gewebe und Organe und bringen neue biologische Erkenntnisse ans Licht, die für das Verständnis von Krankheiten wichtig sind. So wurde beispielsweise in einem Zellatlas des menschlichen Darms aus gesundem und erkranktem Gewebe ein Darmzelltyp identifiziert, der an Darmentzündungen beteiligt sein könnte [Oliver et al.], was eine wertvolle Ressource für die Untersuchung und letztendlich Behandlung von Erkrankungen wie Colitis ulcerosa und Morbus Crohn darstellt.
Die neue Sammlung von Artikeln enthält auch neuartige Karten menschlicher Gewebe während der Entwicklung. Dazu gehört die erste Karte der menschlichen Skelettentwicklung, die zeigt, wie sich das Skelett bildet [To et al.], Licht auf die Ursprünge von Arthritis wirft und Zellen identifiziert, die an Skeletterkrankungen beteiligt sind. Eine zusätzliche Studie beschreibt einen Multi-Omic-Atlas der Plazenta im ersten Trimester, einschließlich Einblicken in genetische Programme, die steuern, wie sich die Plazenta entwickelt und funktioniert, um den Embryo mit Nährstoffen und Schutz zu versorgen [Shu et al.]. Diese und andere entwicklungsbiologische Studien in der Sammlung erweitern unser grundlegendes Verständnis der gesunden Entwicklung in Zeit und Raum und bieten Blaupausen und Ressourcen für die Entwicklung von Therapeutika, da viele Krankheiten ihren Ursprung in der menschlichen Entwicklung haben.
https://www.nature.com/immersive/d42859-024-00060-5/index.html
