Biomolekulārais kaulu smadzeņu atlants sniedz unikālu ieskatu hematopoēzē
Pēdējā pārskatīšana: 14.06.2024
Visi iLive saturs ir medicīniski pārskatīts vai pārbaudīts, lai nodrošinātu pēc iespējas lielāku faktisko precizitāti.
Mums ir stingras iegādes vadlīnijas un tikai saikne ar cienījamiem mediju portāliem, akadēmiskām pētniecības iestādēm un, ja vien iespējams, medicīniski salīdzinošiem pārskatiem. Ņemiet vērā, ka iekavās ([1], [2] uc) esošie numuri ir klikšķi uz šīm studijām.
Ja uzskatāt, ka kāds no mūsu saturiem ir neprecīzs, novecojis vai citādi apšaubāms, lūdzu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter.
Pētnieki no Filadelfijas Bērnu slimnīcas (CHOP) un Perelmana Medicīnas skolas Pensilvānijas Universitātē ir izveidojuši spēcīgu jaunu kaulu smadzeņu atlantu, kas sabiedrībai nodrošinās pirmo šāda veida vizuālo pasi veselīgas un slimas hematopoēzes spektrs. Rezultāti tika publicēti žurnālā Cell.
"Pirmo reizi mums būs visaptveroša sistēma, lai skatītu pilnīgu gēnu ekspresiju un kaulu smadzeņu šūnu telpisko organizāciju," sacīja vecākais pētījuma autore Kai Tang, Ph.D., katedras profesors. Pediatrijā un CHOP Bērnu vēža pētījumu centra pētnieks. "Lai gan mūsu dokuments ir būtisks, mēs paredzam, ka atlants tiks izmantots, lai izstrādātu jaunus diagnostikas testus, noteiktu jaunus mērķus CAR-T terapijai un citām terapeitiskām pieejām, kā arī atklātu slimības telpiskos biomarķierus."
Lai gan iniciatīvu vadīja CHOP un Penn, pētījums ir arī daļa no plašākas cilvēka biomolekulārā atlanta programmas (HuBMAP). HuBMAP konsorcijs sastāv no 42 dažādām pētniecības grupām no universitātēm 14 štatos un četrās valstīs. Pētnieki sadarbojas, lai izveidotu nākamās paaudzes molekulārās analīzes tehnoloģijas un skaitļošanas rīkus, kas radīs pamata audu kartes un cilvēka ķermeņa šūnu funkciju un attiecību atlantu.
“Šāda mēroga pētījumi ir iespējami tikai ar milzīgu komandas pūliņu,” sacīja Šoiks Bandjopadjajs, Ph.D., pētījuma vadošais autors un ārsts zinātnieks, kurš mācās Taņa laboratorijā. "Sadarbojoties vairākām iestādēm un zinātniskiem konsorcijiem, mēs esam spējuši gūt fundamentālu ieskatu cilvēka ķermeņa mikroskopiskajos celtniecības blokos."
Zinātnieki jau sen ir pieņēmuši teoriju, ka, lai gan lielākā daļa kaulu smadzeņu sastāv no asins šūnām, nelielai daļai neasins šūnu var būt nozīmīga loma bērnu un pieaugušo kaulu smadzeņu slimībās, piemēram, leikēmijas, mieloproliferatīvos traucējumu vai kaulu smadzeņu gadījumos. Neveiksmes sindromi. Tomēr pirms šī pētījuma šāda izpēte bija sarežģīta tehnisku problēmu dēļ, kas bija saistītas ar šo šūnu retumu un trauslumu.
Šis dokuments ir pirmais, kas pārvar šos ierobežojumus un visaptveroši raksturo pieaugušo cilvēka kaulu smadzenes, izmantojot vienas šūnas RNS sekvencēšanu. Ar šo paņēmienu var iegūt pilnīgus gēnu profilus desmitiem tūkstošu atsevišķu šūnu, atklājot visu orgānu veidojošo šūnu tipu sastāvu.
Avots: Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.013
Pētījumā zinātnieki koncentrējās uz kaulu smadzenēm, kas regulē svarīgus procesus asins šūnu attīstībā un imunitātē. Viņi identificēja vismaz deviņus nehematopoētisko šūnu apakštipus, tostarp stromas šūnas, kaulu šūnas un endotēlija (asins) šūnas, no kurām vismaz trīs iepriekš nebija aprakstītas un kas radīja svarīgus atbalstošus faktorus. Pētnieki ir izveidojuši enciklopēdiju par šīm retajām ne-asins šūnām, kas rada faktorus, kas, domājams, ir svarīgi cilvēka hematopoēzei, kas palīdzēs labāk saprast, uz kuru šūnu komunikāciju būtu jākoncentrējas turpmākajos pētījumos.
To rezultāti izceļ tehnoloģiju arvien nozīmīgāko lomu mūsdienu biomolekulārajos pētījumos. Autori izveidoja kaulu smadzeņu telpisko atlantu, kurā bija aptuveni 800 000 šūnu, izmantojot izsmalcinātu jaunu tehniku, ko sauc par CODEX, apvienojumā ar mašīnmācību. Šī pieeja kopā ar rūpīgu manuālu tūkstošiem šūnu un struktūru anotāciju ļāva viņiem noteikt, ka veselām kaulu smadzenēm ir ļoti skaidra telpiskā organizācija un tauku šūnas ir ciešāk saistītas ar hematopoētiskajām šūnām, nekā tika uzskatīts iepriekš.
"Mēs tikai sākam saprast, kas ir iespējams," sacīja Tans. "Nākotnes pētījumi var balstīties uz mūsu darbu, paātrinot kaulu smadzeņu izpēti, cerot, ka šie digitālie ceļi kādu dienu novedīs pie medicīniskiem sasniegumiem akūtas leikēmijas un citu kaulu smadzeņu slimību ārstēšanā."
Ling Qing, Ph.D., vēl viens šī pētījuma vecākais autors un Perelmanas Medicīnas skolas ortopēdiskās ķirurģijas profesors, piekrīt un uzskata, ka šim pētījumam būs ilgtermiņa rezultāti.
"Lietojot paraugiem no leikēmijas pacientiem, šīs metodes nosaka mezenhimālo šūnu, retu ne-asins šūnu veida, paplašināšanos vēža šūnu vietā kaulu smadzenēs," sacīja Cjings. "Tas norāda uz iespējamu jaunu virzienu turpmākai slimību ārstēšanai."