Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν ακούσει για το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος-το τεράστιο επιστημονικό σχέδιο για την αλληλουχία του ανθρώπινου DNA που κορυφώθηκε με τη δημοσίευση του πρώτου ανθρώπινου γενετικού κώδικα το 2001. Αλλά έχετε ακούσει για τον Άτλαντα των Ανθρώπινων Κυττάρων;
Η προσπάθεια περιλαμβάνει πάνω από 480 επιστήμονες που εργάζονται σε 185 έργα για να καταγράψουν τα εκτιμώμενα 37, 2 τρισεκατομμύρια κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα ακολουθώντας τουλάχιστον 10 δισεκατομμύρια κύτταρα όλων των ιστών, οργάνων και συστημάτων. Μελετώντας τη γενετική του κάθε κυττάρου, οι ερευνητές ελπίζουν να καταλάβουν καλύτερα τι τους κάνει να τσιμπηθούν.
Αυτή η πολυετής προσπάθεια βρίσκεται σε εξέλιξη. Όπως αναφέρουν οι Kristen V. Brown στο Gizmodo, οι ερευνητές δημοσίευσαν πρόσφατα την πρώτη μεγάλη παρτίδα δεδομένων, η οποία αναφέρει 530.000 κύτταρα από το ανοσοποιητικό σύστημα.
Συγκεντρωμένοι από ερευνητές στο Broad Institute του MIT, οι πληροφορίες προέρχονται από ανθρώπινο αίμα ομφάλιου λώρου και από ενήλικα κύτταρα μυελού των οστών. Ωστόσο, η ταξινόμηση χιλιάδων μεμονωμένων κυττάρων δεν είναι εύκολη υπόθεση. Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν νέες υπολογιστικές μεθόδους για να εντοπίσουν γρήγορα τους κυτταρικούς τύπους στα δεδομένα αλληλουχίας, καθώς και να αναγνωρίσουν το γενετικό αποτύπωμα για διαφορετικά κύτταρα. Έχουν επίσης μελετήσει την κυτταρική ανάπτυξη.
Αυτά τα νέα εργαλεία επέτρεψαν στους επιστήμονες να αντιμετωπίσουν 224.000 κύτταρα μυελού των οστών που συλλέχθηκαν από τέσσερις ενήλικες ασθενείς - περίπου 100 φορές περισσότερα κύτταρα με τα περισσότερα πειράματα προσδιορισμού αλληλουχίας κυττάρων. Η ομάδα ανέλυσε παρόμοιο αριθμό κυττάρων από το αίμα του ομφάλιου λώρου.
"Η συλλογή και η επεξεργασία μισού εκατομμυρίου ανοσοκυττάρων ήταν ένα Herculean feat, που συνεπάγεται στενά συντονισμένη ομαδική εργασία σε πολλούς τομείς της εμπειρογνωμοσύνης", λέει το μέλος της ομάδας Broad Institute Danielle Dionne στην απελευθέρωση.
Αυτή η τελευταία έκδοση δεδομένων συσχετίζεται με δύο προηγούμενα σύνολα από τον ανθρώπινο Atlas κυττάρων: ένα δείγμα 2.000 κυττάρων από το ανθρώπινο σπλήνα και δείγμα 6.639 κυττάρων από τον λεμφαδένα ποντικού. Αυτό το νέο σύνολο δεδομένων μισού εκατομμυρίου κυττάρων είναι μεγαλύτερο και σύντομα θα εκλείψει από ένα άλλο σύνολο δεδομένων 1.08 εκατομμυρίων αίματος ομφάλιου λώρου, μυελού των οστών και λευκών αιμοσφαιρίων που σύντομα θα απελευθερώσει το Broad Institute. Άλλα 250.000 ανθρώπινα αναπτυξιακά κύτταρα έχουν επίσης αλληλουχηθεί από έναν συνεργάτη του Atlas, αλλά δεν έχουν ακόμη δημοσιοποιηθεί.
Συνολικά, τα δεδομένα αποτελούν ένα πρώτο βήμα προς την ανάλυση 10 δισεκατομμυρίων κυττάρων. Ο αρχικός στόχος της κοινοπραξίας είναι να δημιουργήσει ένα πρώτο σχέδιο του Άτλαντα, το οποίο θα περιλαμβάνει 30 εκατομμύρια έως 100 εκατομμύρια κελιά.
Όπως εξηγεί ο Steve Connor στο MIT Technology Review, ο Cell Atlas θα ολοκληρώσει τρία βασικά πράγματα. Πρώτον, θα δημιουργήσει ένα υπερ-ακριβή 3D χάρτη όπου διαφορετικοί τύποι κυττάρων βρίσκονται στο ανθρώπινο σώμα. Θα αποκαλύψει επίσης ποια γονίδια είναι ενεργά μέσα σε κάθε κύτταρο, βοηθώντας τους ερευνητές να καταλάβουν πώς αναπτύσσονται και λειτουργούν οι ιστοί σε γενετικό επίπεδο. Και τρίτον, η έρευνα θα αποκαλύψει πιθανώς νέους τύπους ιστών.
Μέχρι τώρα, οι ερευνητές έχουν εντοπίσει περίπου 300 διαφορετικούς τύπους κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των στοιχείων όπως τα κύτταρα του λίπους και οι νευρώνες. Αλλά τα τελευταία χρόνια, νέες μοριακές αναλύσεις αποκάλυψαν τύπους ερευνητών ιστών που είχαν προηγουμένως χαθεί, συμπεριλαμβανομένων δύο νέων τύπων κυττάρων αμφιβληστροειδούς και ενός νέου ανοσοκυττάρου που παράγει ένα ανοσοκατασταλτικό στεροειδές.
Είναι πιθανό ότι ο Άτλας θα αποκαλύψει πολλούς νέους τύπους ιστών. "Θα δούμε κάποια πράγματα που περιμένουμε, πράγματα που γνωρίζουμε ότι υπάρχουν, αλλά είμαι σίγουρος ότι θα υπάρξουν εντελώς νέα πράγματα", λέει ο Mike Stubbington, του Ινστιτούτου Sanger στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο οποίος είναι σημαντικός συνεργάτης στο έργο. "Νομίζω ότι θα υπάρξουν εκπλήξεις."
Ο απώτερος στόχος του ανοικτού κώδικα Atlas είναι να επιταχύνει τις ανακαλύψεις από ιατρικούς ερευνητές και βιολόγους σε όλο τον κόσμο, οι οποίοι θα χρησιμοποιήσουν τις πληροφορίες για να μελετήσουν την ανάπτυξη των κυττάρων και να δημιουργήσουν μια νέα εποχή φαρμάκων ακριβείας με φάρμακα υψηλής ακρίβειας και θεραπείες.
