Исследователи глобального консорциума Human Cell Atlas (HCA) сообщили о значительных успехах в стремлении лучше понять клетки человеческого тела,, опубликовав более 40 рецензируемых статей в журнале 'Nature' и других изданиях 'Nature Portfolio'.
Коллекция выделяет множество крупных наборов данных, алгоритмов искусственного интеллекта и биомедицинских открытий HCA, которые трансформируют наше понимание человеческого тела. Исследования включают раскрытие механизмов формирования плаценты и скелета, изменения в процессе созревания мозга, новые состояния кишечных и сосудистых клеток, легочные реакции на COVID-19, а также исследования того, как генетическая вариация влияет на заболевания.
Статьи в коллекции были предоставлены исследователями со всего мира и предлагают важные инструменты и примеры того, как можно создавать крупномасштабные клеточные атласы. В совокупности эти исследования служат доказательством смелых усилий HCA по охвату всех аспектов человеческого разнообразия, включая генетические, географические, возрастные и половые вариации.
HCA разрабатывает и использует экспериментальные и вычислительные методы в одноклеточной и пространственной геномике для создания полных справочных карт всех человеческих клеток (основных единиц жизни) как основы для понимания здоровья человека и диагностики, мониторинга и лечения заболеваний. На сегодняшний день более 3600 членов HCA из более чем 100 стран совместно профилировали более 100 миллионов клеток более чем 10 000 человек. В настоящее время исследователи работают над созданием первого черновика Атласа человеческих клеток, который в конечном итоге вырастет до миллиардов клеток во всех органах и тканях.
Эта коллекция исследований в Nature Portfolio демонстрирует значительные успехи в трех аспектах миссии HCA: картирование отдельных тканей или органов взрослых; картирование развивающихся человеческих тканей; и разработка инновационных аналитических методов, включая методы, основанные на искусственном интеллекте и машинном обучении. Участвующие исследователи являются членами 18 биологических сетей HCA, каждая из которых сосредоточена на определенном органе, ткани или системе.
«Атлас человеческих клеток — это глобальная инициатива, которая уже трансформирует наше понимание человеческого здоровья. Создавая комплексную справочную карту здорового человеческого тела (своего рода 'Google Maps' для клеточной биологии), она устанавливает ориентир для выявления и понимания изменений, лежащих в основе здоровья и болезни», — отметила профессор Сара Тейхман, соучредитель Атласа человеческих клеток, в настоящее время работающая в Институте стволовых клеток Кембриджа (Великобритания).
«Этот новый уровень знаний о специфических генах, механизмах и типах клеток внутри тканей закладывает основу для более точной диагностики, инновационных открытий лекарств и продвинутых подходов к регенеративной медицине», — добавила она.
Несколько исследований в коллекции предлагают детальный анализ конкретных тканей и органов, раскрывая важные новые биологические открытия для понимания заболеваний. Например, клеточный атлас человеческого кишечника из здоровых и больных тканей выявил тип кишечной клетки, который может быть вовлечен в воспаление кишечника, предоставляя ценную ресурс для исследования и, в конечном итоге, лечения таких состояний, как язвенный колит и болезнь Крона.
Новая коллекция статей также включает новые карты человеческих тканей в процессе развития. Среди них первая карта развития скелета человека, которая показывает, как формируется скелет, проливает свет на происхождение артрита и идентифицирует клетки, участвующие в заболеваниях скелета.
Дополнительное исследование описывает многотомный атлас плаценты первого триместра, который включает информацию о генетических программах, контролирующих, как развивается плацента и как она функционирует для обеспечения питательных веществ и защиты эмбриона. Эти и другие исследования в области биологии развития из коллекции увеличивают наше фундаментальное понимание здорового развития во времени и пространстве и предоставляют модели и ресурсы для создания разного рода терапий.