Em um enorme esforço colaborativo, os pesquisadores compilaram o atlas de células humanas saudáveis mais completo até agora, mapeando as posições de mais de um milhão de células em 33 órgãos diferentes.
Este feito incrível é uma referência abrangente para nos ajudar a entender melhor a saúde humana, doenças, tratamentos e vacinas, com o objetivo de mapear todos os tipos de células do corpo humano como parte do Atlas Internacional de Células Humanas.
“Você pode pensar nisso como um Google Maps do corpo humano”, disse a geneticista celular do Wellcome Sanger Institute, Sarah Teichmann, durante uma entrevista coletiva.
“É realmente essa visão dos mapas de ruas das células individuais e onde elas se sentam nos tecidos que estamos mirando”.
Quatro estudos, envolvendo mais de 2.300 pesquisadores em 83 países, aproveitaram tecnologias de laboratório aprimoradas e avanços em aprendizado de máquina para mapear, comparar e aprofundar o bloco de construção básico da vida: a célula.
Novos algoritmos foram fundamentais para ajudá-los a descobrir padrões moleculares importantes entre o ruído biológico confuso.
“As pessoas costumam pensar no genoma como o projeto do organismo, mas isso não é realmente correto. O genoma é mais uma lista de partes, porque cada tipo de célula usa um conjunto diferente de partes”, explicou o bioengenheiro de Stanford Steve Quake durante a coletiva de imprensa. .
“O que conseguimos fazer coletivamente aqui é ajudar a entender e interpretar como diferentes partes do genoma são usadas para definir diferentes tipos de células e criar definições moleculares para todos os diferentes tipos de células que estudamos coletivamente nesses artigos”.
Os enormes conjuntos de dados, compilados graças à generosidade de doadores de tecidos, nos permitirão estabelecer conexões entre essas células para uma perspectiva mais completa de todo o corpo de nossos processos biológicos e das interrupções que levam a doenças.
Por exemplo, “podemos ter variantes genéticas em nosso DNA que são compartilhadas por todas as células do corpo, e ainda assim a doença em si só se manifestará em certos tecidos, em certos órgãos, e isso acontecerá com base nos genes que as células realmente uso”, observa o biólogo computacional do MIT Aviv Regev.
Seu estudo, liderado pelo biólogo computacional do MIT Gökcen Eraslan, desenvolveu processos experimentais para traçar com precisão mais tipos de células do que nunca, para ajudar a compilar e também pesquisar no atlas.
“Em nosso estudo, mostramos que essa abordagem pode gerar insights cruciais sobre o papel das células e tecidos em muitas doenças, o que desencadeará novas pesquisas científicas e biomédicas visando um objetivo comum de revolucionar a medicina”, disse Regev.
O atlas de células saudáveis já revelou novos tipos de células, padrões nas comunicações celulares, características celulares específicas do tecido, padrões de microbioma, estados celulares importantes para doenças e muito mais.
Os pesquisadores complementaram suas descobertas com experimentos, como testes de moléculas sinalizadoras em organoides para confirmar suas descobertas.
Um dos conjuntos de dados, chamado Tabula Sapiens, contém os perfis moleculares de 400 tipos de células diferentes (cada tipo fotografado e anotado por especialistas), obtidos a partir do sequenciamento de RNA de uma única célula de quase meio milhão de células vivas.
Ele descobriu como alguns tipos de células se assemelham, não importa em que parte do corpo sejam encontrados, enquanto outros tipos de células são extremamente diferentes uns dos outros em diferentes tecidos.
Embora os pesquisadores já tenham encontrado muitos genes que se escondem por trás das doenças, ainda há muito que não sabemos sobre os tecidos e ambientes em que esses genes se manifestam. doença, fornecendo mais alvos para tratamentos.
Além disso, um atlas de células saudáveis também pode revelar onde mais uma molécula direcionada para um tratamento será expressa no corpo, permitindo ver se haverá toxicidade, explicou Regev.
“Também aproveitamos para olhar, no caso dos intestinos, as células não humanas que estão ali, o microbioma, em função da localização”, disse Quake.
“Existe uma estrutura realmente rica e complexa na espécie à medida que você se move pelos intestinos.”
Nossos micróbios simbióticos desempenham um papel enorme em nossa saúde.
As novas descobertas foram descritas em uma coleção de artigos; algumas equipes se concentraram especificamente no sistema imunológico, procurando localizações de células imunológicas e como elas amadurecem de uma perspectiva de desenvolvimento.
O genomicista Chenqu Suo e sua equipe descobriram um novo tipo de célula imune que parece estar envolvida no reconhecimento de antígenos próprios. Teichmann suspeita que seu papel envolve direcionar o sistema imunológico para ser tolerante em relação aos nossos próprios tecidos saudáveis.
Estes são apenas alguns exemplos das excitantes aplicações possíveis de um atlas de células saudáveis, e haverá ainda mais para descobrir à medida que cientistas experientes e novos continuarem a construí-lo.
“O Human Cell Atlas está muito empenhado em incluir a variação dos humanos e não apenas uma visão estreita deles”, disse Regev. “Mas estes ainda são os primeiros dias.”
“A variação será a próxima geração do Atlas de Célula Humana”, acrescentou Teichmann.
Esses estudos foram todos publicados na Science aqui, aqui, aqui e aqui.
Publicado em 17/05/2022 12h13
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