Ο Άτλας των κυττάρων μεταμορφώνει την κατανόηση του ανθρώπινου σώματος

Επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης

Ένα φιλόδοξο σχέδιο για τη χαρτογράφηση των 37 τρισεκατομμυρίων κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα, αλλάζει την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του σώματός μας, αναφέρουν επιστήμονες.

Η υπάρχουσα σοφία λέει ότι χτιστήκαμε από περίπου 200 τύπους κυττάρων – όπως ο καρδιακός μυς ή τα νευρικά κύτταρα. Αντίθετα, το έργο Human Cell Atlas έχει αποκαλύψει ότι υπάρχουν χιλιάδες τύποι κυττάρων, με μερικούς να ενοχοποιούνται για ασθένειες όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου και η κυστική ίνωση. Σε μια σειρά ανακοινώσεων, έχουν χαρτογραφηθεί λεπτομερώς, ο σχηματισμός του ανθρώπινου σκελετού και το πρώιμο ανοσοποιητικό σύστημα.

Η νέα απεικόνιση μοιάζει με τη μετάβαση από τους χάρτες της εποχής του 15ου αιώνα της σε αυτό που μπορεί να επεξεργαστεί το κινητό μας τηλέφωνο. Οι παλιοί χάρτες του σώματος είχαν το ισοδύναμο των κύριων δρόμων και της σημαντικής γεωγραφίας αλλά και περιοχών που οι χαρτογράφοι χαρακτήρισαν άγνωστες ή «terra incognita».

«Τώρα μοιάζει περισσότερο με χάρτη Google, έχουμε προβολή υψηλής ανάλυσης και στη συνέχεια, έχουμε το Street View που εξηγεί τι συμβαίνει και επιπρόσθετα, μπορούμε να δούμε τις δυναμικές αλλαγές κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν κυκλοφορούν λιγότερα αυτοκίνητα ή περισσότερα αυτοκίνητα», λέει ο Δρ Aviv Regev, ένας από τους κυρίους ερευνητές που τώρα εργάζεται στη Genentech. Προσθέτει ότι: «Αυτό είναι απαραίτητο για να κατανοήσουμε και να θεραπεύσουμε τις ασθένειες, τα κύτταρα είναι η βασική μονάδα της ζωής, αν τα πράγματα πάνε στραβά, πάνε στραβά εξαιτίας των κυττάρων μας».

Η εκτέλεση ενός άθλου «ανθρώπινης χαρτογραφίας» απαιτεί βιολογία και επιστήμη υπολογιστών αιχμής. Το έργο μέχρι στιγμής έχει εξετάσει περισσότερα από 100 εκατομμύρια κύτταρα – αναλύοντας σε βάθος κάθε ένα από αυτά μεμονωμένα – από 10.000 ανθρώπους σε όλο τον κόσμο. Το περιοδικό Nature δημοσίευσε τώρα μια σειρά από 40 επιστημονικές ανακαλύψεις καθώς οι ερευνητές εργάζονται για τη δημιουργία του πρώτου ολοκλήρου σχεδίου του άτλαντα  των ανθρώπινων κυττάρων.

«Αυτό είναι ένα σημαντικό ορόσημο που σηματοδοτεί ένα μεγάλο άλμα στην κατανόηση του ανθρώπινου σώματος», δήλωσε η Δρ Sarah Teichmann, του Πανεπιστημίου του Cambridge και μία από τις ιδρύτριες του Άτλαντα Ανθρώπινων Κυττάρων.

Οι τελευταίες ανακαλύψεις περιλαμβάνουν έναν χάρτη του εντέρου σε όλη τη διαδρομή από το στόμα, τον οισοφάγο, στο στομάχι και το έντερο μέχρι τον πρωκτό. Οι ερευνητές εξέτασαν τους τύπους των κυττάρων, πού βρίσκονται και πώς συνομιλούν με τα άλλα κύτταρα γύρω τους.

Από τα 1,6 εκατομμύρια κύτταρα που αναλύθηκαν διαπιστώθηκε μια νέα μορφή, που ονομάζεται μεταπλαστικό κύτταρο του εντέρου. Φαίνεται ότι παίζει ρόλο στην επιδείνωση της φλεγμονής στα επτά εκατομμύρια ανθρώπους που ζουν με φλεγμονώδεις παθήσεις του εντέρου, όπως η ελκώδης κολίτιδα και η νόσος του Crohn. «Καταφέραμε να αποκαλύψουμε έναν παθογόνο κυτταρικό τύπο που μπορεί να παίξει ρόλο σε ορισμένες χρόνιες παθήσεις και θα μπορούσε να αποτελέσει στόχο για φαρμακευτική παρέμβαση  στο μέλλον», δήλωσε η Δρ Rasa Elmentaite, που έκανε την έρευνα στο Ινστιτούτο Wellcome Sanger.

Υπάρχουν περισσότεροι από 3.600 επιστήμονες σε 100 χώρες που συνεργάζονται στον Άτλαντα Ανθρώπινων Κυττάρων, που είναι ένα από τα πιο φιλόδοξα έργα στη βιολογία και έχει περιγραφεί ως ο κληρονόμος του Έργου Ανθρώπινου Γονιδιώματος για την αλληλουχία του ανθρώπινου γενετικού κώδικα.

Μια άλλη ανακάλυψη έδειξε πώς σχηματίζεται ο ανθρώπινος σκελετός στη μήτρα τις εβδομάδες μετά τη σύλληψη. Πρώτα σχηματίζεται ένα ικρίωμα από χόνδρο, όπως το ταλαντευόμενο κομμάτι στο άκρο της μύτης μας. Στη συνέχεια, τα οστικά κύτταρα αναπτύσσονται πάνω του. Αυτό συμβαίνει παντού εκτός από την κορυφή του κρανίου για να δώσει στον εγκέφαλο χώρο να αναπτυχθεί.

Μερικές από τις γενετικές οδηγίες που εμπλέκονται στην ενορχήστρωση αυτής της πρώιμης αναπτυξιακής διαδικασίας είναι οι ίδιες που εμπλέκονται στην οστεοαρθρίτιδα δεκαετίες αργότερα. «Τελικά, η χρήση αυτού του άτλαντα θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τις συνθήκες τόσο του νεαρού όσο και του γερασμένου σκελετού», δήλωσε ο Δρ Ken To, του Ινστιτούτου Wellcome Sanger. Μια παρόμοια μελέτη εξέτασε τον θύμο αδένα – ένα μικρό όργανο που εμπλέκεται στην εκπαίδευση του ανοσοποιητικού συστήματος. Οι ερευνητές έδειξαν ότι αυτή η διαδικασία ξεκινά πολύ νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως, υποδηλώνοντας ότι τα πρώτα στάδια της εγκυμοσύνης θα μπορούσαν να έχουν αντίκτυπο στη λειτουργία του ανοσοποιητικού για όλη τη ζωή.

Δίνει επίσης ιδέες για τη δημιουργία νέων θεραπειών στο εργαστήριο, που βασίζονται σε κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος για την καταπολέμηση ασθενειών όπως ο καρκίνος.

Ένα άλλο παράδειγμα της χρησιμότητας του Άτλαντα των Ανθρώπινων Κυττάρων ήρθε κατά τη διάρκεια της πανδημίας του Covid, όταν οι λεπτομερείς χάρτες του σώματος επέτρεψαν στους επιστήμονες να προβλέψουν πώς ο ιός θα μετακινούνταν από ιστό σε ιστό και προσδιόρισαν τη μύτη, το στόμα και τα μάτια ως βασικά σημεία εισόδου του ιού στο σώμα.

Η Δρ Katrina Gold, από τον χρηματοδότη της ιατρικής έρευνας Wellcome Trust, είπε ότι οι ανακοινώσεις ήταν ένα «αληθινό ορόσημο για τον Άτλαντα των Ανθρώπινων Κυττάρων».

«Όταν ολοκληρωθεί, θα μπορούσε να αλλάξει τους τρόπους με τους οποίους διαγιγνώσκουμε, παρακολουθούμε και θεραπεύουμε τις ασθένειες», ολοκλήρωσε η ίδια.

Πηγή: BBC News