Uus atlas kaardistab 1,6 miljonit inimese soolestiku rakku üksikasjalikult ja enneolematu täpsusega

Inimese soolerakkude seni kõige põhjalikum kaart on loodud 1,6 miljoni raku ruumiliste ja ühetuumaliste andmete kombineerimisel.

Soolerakkude kaardistamine võiks anda rohkem teavet selliste haiguste nagu soolevähk ja põletikuline soolehaigus (IBD) kohta. Atlase abil on Sangeri Instituudi teadlased ja nende kolleegid tuvastanud uue rolli teatud soolerakul, mis võib mõnedel inimestel olla seotud põletiku tsükliga, põhjustades valu ja ebamugavustunnet.

Ajakirjas Nature avaldatud uuring kirjeldab, kuidas meeskond ühendas enam kui 25 ühetuumalist inimese seedetrakti (GI) andmekogumit, et luua maailma suurim vabalt kättesaadav soolestikuandmete ressurss. See ressurss sisaldab nii tervete inimeste kui ka mitmesuguste haiguste all kannatavate inimeste proove.

Soolestiku rakukaardi tähendus

Soolestiku struktuuri parema mõistmise abil tervise ja haiguste kontekstis saavad teadlased tuvastada olulisi muutusi, mis võivad olla seotud selliste haiguste nagu haavandiline koliit ja Crohni tõbi tekkega, ning avastada uusi ravimiarenduse sihtmärke.

See artikkel on osa inimrakkude atlase projektiga seotud publikatsioonide sarjast (Nature Portfolio), mis esindab olulisi edusamme inimkeha mõistmisel. Need uuringud valgustavad arengubioloogia, tervise ja haiguste põhiaspekte ning aitavad kaasa analüütiliste vahendite väljatöötamisele, mis aitavad kaasa inimrakkude atlase väljatöötamisele.

Seedetrakt hõlmab seedimise eest vastutavaid organeid suust pärakuni. See täidab olulisi funktsioone, näiteks toitainete omastamine ja patogeenide eest kaitsmine. Seedetrakti haigused mõjutavad miljoneid inimesi kogu maailmas. Näiteks haavandiline koliit ja Crohni tõbi mõjutavad enam kui 7 miljonit inimest. Neid haigusi iseloomustavad sellised sümptomid nagu kõhuvalu, kõhulahtisus, pärasooleverejooks, väsimus ja liigeseprobleemid.

Soolevähk, tuntud ka kui kolorektaalvähk, on Ühendkuningriigis neljas levinuim vähk, mida diagnoositakse igal aastal ligi 43 000 inimesel. Kogu maailmas on umbes kaks miljonit juhtumit.

Ühtlustatud ressursi loomine

Nende haiguste olulisuse tõttu on läbi viidud palju seedetrakti rakkude struktuuri ühetuumalisi uuringuid. Killustatud andmed ja meetodid on aga väliste teadlaste jaoks nende ressursside kasutamise keeruliseks teinud.

Selle probleemi lahendamiseks töötasid teadlased välja andmete ühtlustamise tööriista, luues soolerakkude standardiseeritud ressursi, mis on teadlastele kogu maailmas kättesaadav. Tööriista saab edasisteks uuringuteks rakendada ka teiste organite puhul.

Saadud atlas ühendab 25 andmestikku ja sisaldab 1,6 miljonit rakku koos ühetuumaliste ja ruumiandmetega, pakkudes teavet rakutüüpide, nende asukoha ja keskkonnaga suhtlemise kohta. Atlas sisaldab andmeid nii tervetelt inimestelt kui ka patsientidelt, kellel on gastrointestinaalne ja kolorektaalvähk, tsöliaakia, haavandiline koliit ja Crohni tõbi.

Rakkude uue rolli avastamine

Meeskond avastas teatud tüüpi rakud, mida tuntakse soole metaplastiliste rakkudena ja mis võivad olla seotud põletikuga. Need rakud, mis tavaliselt osalevad mao limaskesta parandamises, näitasid geneetilisi sarnasusi teiste põletikuga seotud seedetrakti rakkudega. Teadlased oletavad, et IBD-ga seotud põletik põhjustab nendes rakkudes muutusi, suurendades põletikku.

Atlase rakendamine

Atlas on tasuta saadaval ning välja on töötatud uued protsessid, mis võimaldavad tulevasi uurimisandmeid lisada, luues teadlastele dünaamilise ja ligipääsetava ressursi.

Sangeri Instituudi esimene autor dr Amanda Oliver ütles:
"Ruumilised ja ühetuumalised andmed annavad ainulaadse ülevaate sellest, kuidas soolerakud omavahel suhtlevad, aidates paremini mõista, kuidas inimkeha toimib. Loodame, et teadlased jätkavad selle ressursi edasiarendamist, lisades uusi teadmisi inimeste tervise parandamiseks."

Uuringu kaasautor dr Rasa Elmentaite lisas:
"See integreeritud atlas sisaldab tohutul hulgal andmeid, mis võimaldavad meil tuvastada patogeenseid rakutüüpe, mis võiksid olla tulevaste sekkumiste sihtmärgiks."

Inimrakkude atlase kaasasutaja professor Sarah Teichmann ütles:
„See atlas näitab, mida on võimalik saavutada teadlaste avatud koostöö kaudu üle kogu maailma. See on võimas tööriist haiguste mõistmiseks ja uute ravimeetodite väljatöötamiseks.“