Ang mga bagong atlas ay nagmamapa ng 1.6 milyong mga selula ng bituka ng tao nang detalyado na may hindi pa nagagawang katumpakan

Ang pinakakomprehensibong mapa ng mga selula ng bituka ng tao hanggang ngayon ay nilikha sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng spatial at single-nucleus na data mula sa 1.6 milyong mga cell.

Ang pagma-map sa mga gut cell ay maaaring magbigay ng higit na insight sa kung ano ang nangyayari sa mga sakit tulad ng bowel cancer at inflammatory bowel disease (IBD). Gamit ang atlas, ang mga mananaliksik sa Sanger Institute at ang kanilang mga kasamahan ay nakilala ang isang bagong papel para sa isang partikular na gut cell na maaaring kasangkot sa isang cycle ng pamamaga sa ilang mga tao, na nagdudulot ng sakit at kakulangan sa ginhawa.

Ang pag-aaral, na inilathala sa journal Nature, ay naglalarawan kung paano pinagsama ng koponan ang higit sa 25 single-core human gastrointestinal (GI) na mga dataset upang lumikha ng pinakamalaking mapagkukunan ng data ng bituka na malayang magagamit sa mundo. Kasama sa mapagkukunang ito ang mga sample mula sa parehong malusog na indibidwal at sa mga dumaranas ng iba't ibang sakit.

Ang Kahulugan ng Gut Cell Map

Sa pamamagitan ng mas mahusay na pag-unawa sa istraktura ng bituka sa kalusugan at sakit, matutukoy ng mga mananaliksik ang mga pangunahing pagbabago na maaaring nauugnay sa pagsisimula ng mga sakit tulad ng ulcerative colitis at Crohn's disease, pati na rin ang pagtuklas ng mga bagong target para sa pagbuo ng gamot.

Ang artikulong ito ay bahagi ng isang serye ng mga publikasyon (Nature Portfolio) na nauugnay sa proyekto ng Human Cell Atlas na kumakatawan sa mga makabuluhang pagsulong sa aming pag-unawa sa katawan ng tao. Ang mga pag-aaral na ito ay nagbibigay liwanag sa mga pangunahing aspeto ng developmental biology, kalusugan at sakit, at nag-aambag sa pagbuo ng mga analytical tool na tutulong sa pagbuo ng isang human cell atlas.

Kasama sa GI tract ang mga organ na responsable para sa panunaw, mula sa bibig hanggang sa anus. Gumaganap ito ng mahahalagang tungkulin tulad ng pagsipsip ng mga sustansya at pagprotekta laban sa mga pathogen. Ang mga sakit sa gastrointestinal ay nakakaapekto sa milyun-milyong tao sa buong mundo. Halimbawa, ang ulcerative colitis at Crohn's disease ay nakakaapekto sa higit sa 7 milyong tao. Ang mga sakit na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sintomas tulad ng pananakit ng tiyan, pagtatae, pagdurugo sa tumbong, pagkapagod, at mga problema sa kasukasuan.

Ang kanser sa bituka, na kilala rin bilang colorectal cancer, ay ang ikaapat na pinakakaraniwang kanser sa UK, na may halos 43,000 katao na na-diagnose bawat taon. Mayroong humigit-kumulang dalawang milyong kaso sa buong mundo.

Paglikha ng isang pinagsama-samang mapagkukunan

Dahil sa kahalagahan ng mga sakit na ito, maraming nag-iisang nucleus na pag-aaral ng istruktura ng GI cell ang isinagawa. Gayunpaman, ang mga pira-pirasong data at pamamaraan ay nagpahirap sa mga panlabas na mananaliksik na gamitin ang mga mapagkukunang ito.

Upang matugunan ang isyung ito, ang mga mananaliksik ay bumuo ng isang tool sa pag-harmomization ng data, na lumilikha ng isang standardized na mapagkukunan ng mga gut cell na naa-access ng mga siyentipiko sa buong mundo. Ang tool ay maaari ding ilapat sa ibang mga organo para sa karagdagang pananaliksik.

Pinagsasama ng resultang atlas ang 25 dataset at may kasamang 1.6 milyong mga cell na may single-nucleus at spatial na data, na nagbibigay ng impormasyon sa mga uri ng cell, kanilang mga lokasyon, at mga pakikipag-ugnayan sa kapaligiran. Kasama sa atlas ang data mula sa mga malulusog na indibidwal pati na rin ang mga pasyenteng may gastro- at colorectal cancers, celiac disease, ulcerative colitis, at Crohn's disease.

Pagtuklas ng bagong papel para sa mga cell

Natuklasan ng team ang isang uri ng cell na kilala bilang intestinal metaplastic cells na maaaring kasangkot sa pamamaga. Ang mga cell na ito, na karaniwang kasangkot sa pag-aayos ng lining ng tiyan, ay nagpakita ng genetic na pagkakatulad sa iba pang mga GI cell na nauugnay sa pamamaga. Iniisip ng mga siyentipiko na ang pamamaga sa IBD ay nagdudulot ng mga pagbabago sa mga selulang ito, na nagpapataas ng pamamaga.

Paglalapat ng atlas

Ang atlas ay magagamit nang walang bayad, at ang mga bagong proseso ay binuo upang payagan ang hinaharap na data ng pananaliksik na maidagdag, na lumilikha ng isang dinamiko at naa-access na mapagkukunan para sa mga siyentipiko.

Si Dr Amanda Oliver, unang may-akda mula sa Sanger Institute, ay nagsabi:
"Ang spatial at single-nucleus data ay nagbibigay ng mga natatanging insight sa kung paano nakikipag-ugnayan ang mga gut cell, na tumutulong upang mas maunawaan kung paano gumagana ang katawan ng tao. Umaasa kami na ang mga mananaliksik ay patuloy na bubuo sa mapagkukunang ito, na nagdaragdag ng mga bagong pananaw upang mapabuti ang kalusugan ng tao."

Idinagdag ni Dr Rasa Elmentaite, co-author ng pag-aaral:
"Ang pinagsamang atlas na ito ay may kasamang malaking halaga ng data, na nagpapahintulot sa amin na makilala ang mga pathogenic na uri ng cell na maaaring maging mga target para sa mga interbensyon sa hinaharap."

Si Propesor Sarah Teichmann, co-founder ng Human Cell Atlas, ay nagsabi:
"Ang atlas na ito ay nagpapakita kung ano ang maaaring makamit sa pamamagitan ng bukas na pakikipagtulungan sa pagitan ng mga siyentipiko mula sa buong mundo. Ito ay isang makapangyarihang kasangkapan para sa pag-unawa sa mga sakit at pagbuo ng mga bagong paggamot."