Les chercheurs du consortium mondial Human Cell Atlas (HCA) ont rapporté des avancées significatives dans leur quête de meilleure compréhension des cellules du corps humain en santé et en maladie, avec la publication de plus de 40 articles évalués par des pairs dans 'Nature' et d'autres revues du 'Nature Portfolio'.
La collection met en avant de nombreux ensembles de données à grande échelle, des algorithmes d'intelligence artificielle, et des découvertes biomédicales du HCA qui transforment notre compréhension du corps humain. Les études incluent des révélations sur la formation du placenta et du squelette, des changements durant la maturation cérébrale, de nouveaux états des cellules intestinales et vasculaires, des réponses pulmonaires au COVID-19, et des recherches sur comment la variation génétique affecte la maladie.
Les articles de la collection ont été contribué par des chercheurs du monde entier et fournissent des outils essentiels et des exemples de la manière dont des atlas cellulaires à grande échelle peuvent être créés. Collectivement, ces études constituent une preuve de principe de l'audacieux effort du HCA pour capturer tous les aspects de la diversité humaine, y compris les variations génétiques, géographiques, d'âge et de sexe.
Le HCA développe et utilise des méthodes expérimentales et computationnelles en génomique unicellulaire et spatiale pour créer des cartes de référence complètes de toutes les cellules humaines (les unités fondamentales de la vie) comme base pour comprendre la santé humaine et diagnostiquer, surveiller et traiter les maladies. À ce jour, plus de 3 600 membres du HCA de plus de 100 pays ont collaboré pour profiler plus de 100 millions de cellules de plus de 10 000 individus. Les chercheurs travaillent actuellement à assembler un premier brouillon de l'Atlas des Cellules Humaines, qui finira par inclure des milliards de cellules dans tous les organes et tissus.
Cette collection d'études dans le Nature Portfolio démontre des avancées significatives dans trois aspects de la mission du HCA : cartographie des tissus ou organes adultes individuels ; cartographie des tissus humains en développement ; et développement de nouvelles méthodes analytiques innovantes, y compris des méthodes basées sur l'intelligence artificielle et l'apprentissage automatique. Les chercheurs impliqués sont membres des 18 réseaux biologiques du HCA, chacun se concentrant sur un organe, un tissu ou un système particulier.
« L'Atlas des cellules humaines est une initiative mondiale qui transforme déjà notre compréhension de la santé humaine. En créant une carte de référence complète du corps humain sain (une sorte de 'Google Maps' pour la biologie cellulaire), il établit un point de référence pour détecter et comprendre les changements sous-jacents à la santé et à la maladie », a déclaré la professeure Sarah Teichmann, co-présidente fondatrice de l'Atlas des cellules humaines, actuellement à l'Institut de cellules souches de Cambridge (Royaume-Uni).
« Ce nouveau niveau de connaissance sur les gènes, les mécanismes et les types de cellules spécifiques au sein des tissus jette les bases pour des diagnostics plus précis, des découvertes de médicaments innovants et des approches avancées de médecine régénérative », a-t-elle noté.
Plusieurs études de la collection offrent des analyses détaillées de tissus et d'organes spécifiques et révèlent de nouvelles découvertes biologiques importantes pour comprendre les maladies. Par exemple, un atlas cellulaire de l'intestin humain à partir de tissus sains et malades a identifié un type de cellule intestinale qui pourrait être impliqué dans l'inflammation intestinale, fournissant une ressource précieuse pour enquêter et, en fin de compte, traiter des conditions comme la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn.
La nouvelle collection d'articles comprend également de nouvelles cartes des tissus humains durant le développement. Parmi eux se trouve la première carte du développement squelettique humain, qui révèle comment se forme le squelette, éclaire les origines de l'arthrite et identifie les cellules impliquées dans les maladies squelettiques.
Une étude supplémentaire décrit un atlas multi-omique du placenta du premier trimestre, qui inclut des informations sur les programmes génétiques qui contrôlent comment se développe le placenta et comment il fonctionne pour fournir des nutriments et une protection à l'embryon. Ces études et d'autres en biologie du développement de la collection augmentent notre compréhension fondamentale du développement sain dans le temps et l'espace, et fournissent des modèles et des ressources pour créer des thérapies, car de nombreuses maladies ont leur origine dans le développement humain.