Ученые совершают прорыв в направлении картирования всех клеток в организме человека

«Атлас человеческих клеток» - это международная инициатива по картированию всех более 30 триллионов клеток организма, их типов и того, как они связаны друг с другом.

Исследователи надеются, что этот атлас окажется полезным ресурсом для лечения и профилактики заболеваний. В своем новом исследовании, опубликованном сегодня в журнале Nature, группа во главе с Гоцзи Го из Медицинской школы при Чжэцзянском университете в Ханчжоу, Китай, определила типы клеток, которые включают все основные органы человека, создавая то, что могло бы стать наиболее полным собранием, пока атласа еще нет.

«Это первая версия карты человеческих клеток», - объяснил Го. «На ней изображена базовая схема для окончательного атласа клеток человека».

Команда собрала образцы ткани как взрослого, так и плода от доноров из Китая, обработала и изолировала их с помощью центрифуги и ферментов, а затем упорядочила их, используя технику, названную Microwell-seq. Ранее команда разработала инструмент Microwell-seq для быстрого определения последовательности РНК (способ увидеть, какие сегменты генетического материала на самом деле использует клетка) в сотнях тысяч отдельных клеток.

Во-первых, исследователи загружают клетки в чашку с 100 000 крошечных лунок. Затем они осматривают пластинку под микроскопом, чтобы смыть любые места, где в лунках оказались две ячейки вместо одной. Затем они загружают пластину магнитными шариками со штрих-кодами, написанными из генетического материала, которые способны захватывать РНК из клеток.

Этот метод позволил исследователям секвенировать сотни тысяч отдельных клеток из 60 различных типов тканей, которые они сгруппировали в 102 кластера. Эти группы не обязательно были разделены по типу органов, из которых произошли их клетки, но вместо этого по типу клеток, таким как эндотелиальные клетки (вид, который выстилает внутреннюю часть кровеносных сосудов), макрофаги (вид белых кровяных клеток) и стромальные клетки (соединительная ткань). Команда даже обнаружила новые типы клеток, не описанные ранее, как в почках плода, так и у взрослых.

После создания карты команда разработала метод, с помощью которого они могли бы быстро классифицировать типы клеток в будущем. Они также сравнивали клетки плода с клетками взрослых, а также клетки человека и мыши. Удивительно, но они обнаружили, что многие клетки неиммунной системы в организме были активированы маркерами, связанными с иммунными клетками, сказал Го, предлагая потенциальный регуляторный механизм для иммунитета в организме.

Сара Тейхманн, соучредитель и главный лидер международного консорциума Human Cell Atlas, сообщила Gizmodo, что новая работа значительно расширяет знания ученых о клетках и тканях человека. Она подчеркнула, что этот проект является глобальным мероприятием, охватывающим более 1600 человек в 70 странах. 

«Цель состоит в том, чтобы в течение следующего десятилетия создать атлас из 10 миллиардов клеток, охватывающих каждую ткань, орган и систему организма. Эта шкала создает основу не только для сбора данных, но и для их хранения и визуализации», - говорит Тейхманн.

Это всего лишь экспериментальное исследование с ограниченной численностью населения - пустая карта, которую другие исследования могут расширить и заполнить ее детали. Ученые из институтов по всему миру работают над тем, чтобы внести свой вклад в проект. Надежда состоит в том, что «Атлас человеческих клеток», как и проект «Геном человека» до него, покажет нам больше о том, как развиваются наши тела, и даст представление о происхождении болезней, помогая, в конечном итоге, найти новые средства для лечения людей, пишет Gizmodo.