Human Cell Atlas åpner et nytt vindu for helse og sykdom


Å virkelig forstå dypt hvordan menneskekroppen fungerer - og hvordan sykdommer oppstår - du trenger en ekstraordinær mengde informasjon. Du må kjenne identiteten til hver celletype i hvert vev; nøyaktig hvilke gener, proteiner og andre molekyler som er aktive i hver type; hvilke prosesser styrer den aktiviteten hvor cellene er plassert nøyaktig; hvordan cellene normalt samhandler med hverandre; og hva som skjer med kroppens funksjon når genetiske eller andre aspekter av en celle undergår forandring, blant andre detaljer. Å bygge

Å virkelig forstå dypt hvordan menneskekroppen fungerer - og hvordan sykdommer oppstår - du trenger en ekstraordinær mengde informasjon. Du må kjenne identiteten til hver celletype i hvert vev; nøyaktig hvilke gener, proteiner og andre molekyler som er aktive i hver type; hvilke prosesser styrer den aktiviteten hvor cellene er plassert nøyaktig; hvordan cellene normalt samhandler med hverandre; og hva som skjer med kroppens funksjon når genetiske eller andre aspekter av en celle undergår forandring, blant andre detaljer. Å bygge en slik rik, kompleks kunnskapsbase kan virke umulig. Og likevel har et bredt internasjonalt konsortium av forskningsgrupper tatt de første skrittene mot å bygge akkurat det. De kaller det Human Cell Atlas.

Konsortiet hadde sitt innledende planmøte i oktober 2016 og fortsetter å organisere. Chan Zuckerberg-initiativet er også om bord. I juni 2017 annonserte det at det var å yte økonomisk og ingeniørstøtte til å bygge en åpen datakoordinasjonsplattform for å organisere funnene, slik at de lett kan deles av forskere i prosjektet og videre.

Atlaset, som vil kombinere informasjon fra eksisterende og fremtidige forskningsprosjekter, har blitt gjort teknologisk gjennomført av en rekke teknologiske prestasjoner, inkludert fremskritt i verktøy for å isolere individuelle celler, for å profilere proteiner i en enkelt celle til enhver tid (proteiner er de store arbeidshestene i kroppen), og for raskt og rimelig sekvensering av DNA og RNA. Det vil integrere forskning som undersøker alle "omes": genomet (hele settet av gener), transkriptomet (RNA laget av gener), proteomet (proteiner), metabolomet (små molekyler, som sukkerarter, fettstoffer syrer og aminosyrer, involvert eller generert av cellulære prosesser) og fluxom (metabolske reaksjoner hvis frekvenser kan variere under forskjellige forhold). Og disse funnene vil bli kartlagt til forskjellige delregioner av celler. De integrerte resultatene skal føre til et verktøy som vil simulere alle typer og tilstander av celler i kroppen vår og gi nye forståelser av sykdomsprosesser og hvordan å gripe inn i dem.

En av de mest avanserte prosjekter som ligger til grund for Human Cell Atlas er Human Protein Atlas, som involverer forskere fra flere land, inkludert Sverige, Danmark, Sør-Korea, Kina og India. Det prosjektet, som kontinuerlig oppdateres, gir et glimt av hva slags arbeid som går inn i å bygge Human Cell Atlas og verdien som den vil bringe.

Deltakere i Human Protein Atlas har klassifisert et stort flertall av proteinkoding gener i mennesker ved hjelp av en kombinasjon av genomics, transkriptomics, proteomics og antistoff-basert profilering, som identifiserer plassering. Siden programmet begynte i 2003, har ca. 100 års års programvareutvikling gått i gang med å holde oversikt over dataene og organisere dem for systemnivåanalyser. Mer enn 10 millioner bilder er generert og annotert av sertifiserte patologer, og proteinatlasen inneholder et kart med høy oppløsning på plasseringer på mer enn 12.000 proteiner i 30 subcellulære rom eller organeller av forskjellige celler. Alle funnene er tilgjengelige for forskningsmiljøet uten begrensninger. Brukere kan spørre databasen for å undersøke proteinene i et hvilket som helst større organ eller vev, eller de kan fokusere på proteiner med spesifikke egenskaper (for eksempel de som deltar i grunnleggende cellevedlikehold eller som bare forekommer i bestemte vev). Dataene kan også bidra til å modellere mengden av dynamiske, interaktive komponenter som muliggjør liv og kan brukes til å utforske ideer til nye terapier.

Å fullføre Human Cell Atlas vil ikke være lett, men det vil være et umåtelig verdifullt verktøy for å forbedre og tilpasse helsevesenet.