_ Human Cell Atlas realizează un salt în înțelegerea corpului uman

Cercetătorii din cadrul consorțiului global Human Cell Atlas (HCA) raportează progrese semnificative în căutarea unei mai bune înțelegeri a celulele corpului uman în sănătate și boli, odată cu publicarea pe 20 noiembrie a unei colecții de peste 40 de lucrări în reviste Nature și alte reviste Nature Portfolio.

Colecția evidențiază multe dintre seturile de date la scară largă, artificiale. algoritmi de inteligență și descoperiri biomedicale de la HCA care transformă deja înțelegerea noastră despre corpul uman. Studiile includ dezvăluirea modului în care se formează placenta și scheletul, modificările în timpul maturizării creierului, noile stări ale celulelor intestinale și vasculare, răspunsurile pulmonare la COVID-19, investigarea modului în care variația genetică are impact asupra bolii și multe altele.

Lucrările. în colecție au fost contribuite de cercetători din întreaga lume. Ele oferă instrumente esențiale și exemple despre modul în care atlasele celulare pot fi construite la scară largă. Luate împreună, aceste studii oferă o dovadă de principiu pentru efortul îndrăzneț al HCA de a surprinde toate aspectele diversității umane, inclusiv genetice, geografice, de vârstă și sex.

HCA dezvoltă și utilizează abordări experimentale și computaționale. în genomica unicelulară și spațială pentru a crea hărți de referință cuprinzătoare ale tuturor celulelor umane - unitățile fundamentale ale vieții - ca bază atât pentru înțelegerea sănătății umane, cât și pentru diagnosticarea, monitorizarea și tratarea boală.

Până în prezent, peste 3.600 de membri HCA din peste 100 de țări au lucrat împreună pentru a profila peste 100 de milioane de celule de la peste 10.000 de oameni. Cercetătorii lucrează în prezent la asamblarea unui prim Atlas de celule umane, care va crește în cele din urmă pentru a include până la miliarde de celule din toate organele și țesuturile.

Această colecție de studii demonstrează progrese majore în trei aspecte ale misiunii HCA. : cartografierea țesuturilor sau organelor adulte individuale; cartografierea țesuturilor umane în curs de dezvoltare; și dezvoltarea de noi metode analitice inovatoare, inclusiv metode bazate pe inteligența artificială / învățarea automată.

Cercetătorii implicați sunt membri ai celor 18 rețele biologice ale HCA, fiecare dintre acestea fiind concentrată pe un anumit organ, țesut sau

Profesorul Sarah Teichmann, co-președinte fondator al Atlasului celulelor umane, acum la Institutul de celule stem din Cambridge, a declarat: „Atlasul celulelor umane este o inițiativă globală care este transformându-ne deja înțelegerea sănătății umane Prin crearea unei hărți de referință cuprinzătoare a corpului uman sănătos – un fel de „Google Maps” pentru biologia celulară – stabilește un punct de referință pentru detectarea și înțelegerea schimbărilor care stau la baza sănătății și a bolii.

„Acest nou nivel de perspectivă asupra genelor, mecanismelor și tipurilor de celule specifice din țesuturi pune bazele pentru diagnostice mai precise, descoperiri inovatoare de medicamente și medicină regenerativă avansată. abordări.”

Dr. Aviv Regev, co-președinte fondator al HCA, acum la Genentech, a declarat: „Acesta este un moment esențial pentru comunitatea HCA, pe măsură ce ne îndreptăm spre realizarea primului proiect al Atlasul celulelor umane. Această colecție de studii prezintă progresele majore de la biologie la IA realizate de la publicarea Cărții albe HCA în 2017 și care oferă acum numeroase perspective biologice și clinice.

„Acest lucru pe scară largă, condus de comunitate, Atlasul reprezentativ la nivel global și îngrijit cu rigurozitate va evolua continuu și va rămâne accesibil tuturor pentru a avansa înțelegerea corpului uman în sănătate și tratamente pentru boli.”

Mai multe studii din colecție oferă o analiză detaliată a țesuturilor și organelor specifice și dezvăluie noi descoperiri biologice importante pentru înțelegerea bolii. De exemplu, un atlas de celule ale intestinului uman din țesut sănătos și bolnav a identificat un tip de celule intestinale care poate fi implicat în inflamația intestinală, oferind o resursă valoroasă pentru investigarea și, în cele din urmă, tratarea unor afecțiuni precum colita ulceroasă și boala Crohn.

Noua colecție de lucrări include și hărți noi ale țesuturilor umane în timpul dezvoltării. Acestea includ prima hartă a dezvoltării scheletului uman, dezvăluind modul în care se formează scheletul, aruncând lumină asupra originilor artritei și identificând celulele implicate în afecțiunile scheletice.

Un studiu suplimentar descrie un atlas multi-omic al placenta din primul trimestru, inclusiv informații despre programele genetice care controlează modul în care placenta se dezvoltă și funcționează pentru a oferi nutrienți și protecție embrionului. Acestea și alte studii de biologie a dezvoltării din colecție măresc înțelegerea noastră fundamentală a dezvoltării sănătoase în timp și spațiu și oferă planuri și resurse pentru crearea de terapii, deoarece multe boli își au originea în dezvoltarea umană.

Un articol însoțitor. subliniază importanța includerii de mostre de la populații umane subreprezentate istoric și descrie acțiuni și principii care vizează promovarea științei echitabile.

Profesorul Partha Majumder de la John C Martin Centrul pentru Cercetare și Inovare pentru Ficat, India, și membru al Comitetului de Organizare HCA și co-președinte al Grupului de lucru HCA Equity, a declarat: „O prioritate cheie pentru HCA este asigurarea unei reprezentări a gamei vaste a diversității umane; genetice, culturale și geografice.

„Studii HCA, cum ar fi Atlasul diversității imune din Asia și analiza diferențelor histopatologice distinctive în probele de COVID-19 din Malawi demonstrează puterea remarcabilă a colaborării științifice internaționale la scară largă.”

Un alt articol ilustrează rolul HCA în dezvoltarea de noi îndrumări etice cu privire la o gamă largă de probleme din știința genomică și punerea la dispoziție a acestor sfaturi pentru oamenii de știință din întreaga lume.

La fel cum AI a revoluționat capacitatea oamenilor de a procesa rapid textul, acum ajută oamenii de știință să dezvolte o înțelegere mai profundă și mai completă a biologiei la nivel celular si nu numai. Colecția introduce noi metode AI pentru a înțelege și a clasifica mai bine tipurile de celule și pentru a căuta celule în această hartă vastă.

De exemplu, SCimilarity le permite cercetătorilor să compare seturi de date cu o singură celulă pentru a identifica tipuri de celule similare în diferite țesuturi și contexte, similar modului în care „căutarea inversă a imaginilor” poate căuta fotografii. Alte echipe de cercetare au abordat provocări de lungă durată, cum ar fi clasificarea celulelor în grupuri ierarhice pe baza proprietăților lor, cunoscută sub numele de adnotare celulară.

Dr. Jeremy Farrar, om de știință șef, Organizația Mondială a Sănătății, a declarat: „Această colecție emblematică de lucrări de la comunitatea internațională Human Cell Atlas subliniază progresul extraordinar către cartografierea fiecărui tip de celulă umană și modul în care acestea se schimbă pe măsură ce creștem și îmbătrânim.

„Perspectivele care decurg din aceste descoperiri ne modelează deja înțelegerea despre sănătate și boală, deschizând calea pentru beneficii transformatoare pentru sănătate care vor avea un impact asupra vieților. în întreaga lume."

(Fluierul)