Biomolekulárny atlas kostnej drene poskytuje jedinečný pohľad na hematopoézu
Posledná kontrola: 14.06.2024
Všetok obsah iLive je lekársky kontrolovaný alebo kontrolovaný, aby sa zabezpečila čo najväčšia presnosť faktov.
Máme prísne smernice týkajúce sa získavania zdrojov a len odkaz na seriózne mediálne stránky, akademické výskumné inštitúcie a vždy, keď je to možné, na lekársky partnerské štúdie. Všimnite si, že čísla v zátvorkách ([1], [2] atď.) Sú odkazmi na kliknutia na tieto štúdie.
Ak máte pocit, že niektorý z našich obsahov je nepresný, neaktuálny alebo inak sporný, vyberte ho a stlačte kláves Ctrl + Enter.
Výskumníci z Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) a Perelman School of Medicine na Pensylvánskej univerzite vytvorili nový výkonný atlas kostnej drene, ktorý verejnosti poskytne prvý vizuálny pas svojho druhu. Spektrum zdravej a chorej krvotvorby. Výsledky boli publikované v časopise Cell.
„Po prvýkrát budeme mať komplexný rámec na zobrazenie úplnej génovej expresie a priestorovej organizácie buniek kostnej drene,“ povedal hlavný autor štúdie Kai Tang, Ph.D., profesor na oddelení. V pediatrii a vedecký pracovník Centra pre výskum detskej rakoviny na CHOP. „Aj keď je náš článok zásadný, predpokladáme, že atlas sa použije na vývoj nových diagnostických testov, identifikáciu nových cieľov pre terapiu CAR-T a iné terapeutické prístupy a na objavovanie priestorových biomarkerov choroby.“
Aj keď iniciatívu viedli CHOP a Penn, výskum je tiež súčasťou širšieho programu Human BioMolecular Atlas Program (HuBMAP). Konzorcium HuBMAP pozostáva zo 42 rôznych výskumných skupín z univerzít v 14 štátoch a štyroch krajinách. Výskumníci spolupracujú na vytvorení novej generácie technológií molekulárnej analýzy a výpočtových nástrojov, ktoré vytvoria základné tkanivové mapy a atlas funkcií a vzťahov medzi bunkami v ľudskom tele.
"Výskum takéhoto rozsahu je možný len vďaka obrovskému tímovému úsiliu," povedal Showik Bandyopadhyay, Ph.D., hlavný autor štúdie a vedecký lekár, ktorý sa školí v Tanovom laboratóriu. „Vďaka spolupráci viacerých inštitúcií a vedeckých konzorcií sa nám podarilo získať základný pohľad na mikroskopické stavebné kamene ľudského tela.“
Vedci už dlho predpokladajú, že hoci väčšina kostnej drene pozostáva z krvných buniek, malé percento nekrvných buniek môže hrať dôležitú úlohu pri ochoreniach kostnej drene u detí a dospelých, ako sú leukémia, myeloproliferatívne poruchy alebo kostná dreň. Syndrómy zlyhania. Avšak pred touto štúdiou bol takýto výskum náročný kvôli technickým problémom spojeným so vzácnosťou a krehkosťou týchto buniek.
Tento dokument je prvým, ktorý prekonal tieto obmedzenia a komplexne profiluje dospelú ľudskú kostnú dreň pomocou jednobunkového sekvenovania RNA. Táto technika dokáže zachytiť kompletné génové profily desiatok tisíc jednotlivých buniek a odhaliť tak úplné zloženie bunkových typov, ktoré tvoria orgán.
Zdroj: Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.013
V štúdii sa vedci zamerali na kostnú dreň, ktorá reguluje dôležité procesy vo vývoji krvných buniek a imunity. Identifikovali najmenej deväť podtypov nehematopoetických buniek, vrátane stromálnych buniek, kostných buniek a endotelových (krvných) buniek, z ktorých najmenej tri neboli predtým opísané a ktoré produkovali dôležité podporné faktory. Výskumníci vytvorili encyklopédiu týchto vzácnych nekrvných buniek, ktoré produkujú faktory, o ktorých sa predpokladá, že sú dôležité v ľudskej hematopoéze, čo pomôže lepšie pochopiť, na ktorú bunkovú komunikáciu by sa mal budúci výskum zamerať.
Ich výsledky zdôrazňujú čoraz dôležitejšiu úlohu technológie v dnešnom biomolekulárnom výskume. Autori vytvorili priestorový atlas kostnej drene obsahujúci približne 800 000 buniek pomocou sofistikovanej novej techniky nazývanej CODEX v kombinácii so strojovým učením. Tento prístup spolu s opatrnou manuálnou anotáciou tisícok buniek a štruktúr im umožnil určiť, že zdravá kostná dreň má veľmi jasnú priestorovú organizáciu a tukové bunky sú tesnejšie spojené s hematopoetickými bunkami, než sa doteraz predpokladalo.
"Práve si začíname uvedomovať, čo je možné," povedal Tan. „Budúci výskum môže stavať na našej práci urýchlením výskumu kostnej drene s nádejou, že tieto digitálne cesty jedného dňa povedú k medicínskym prelomom v liečbe akútnej leukémie a iných ochorení kostnej drene.“
Ling Qing, Ph.D., ďalší vedúci autor tejto štúdie a profesor ortopedickej chirurgie na Perelman School of Medicine, súhlasí a verí, že táto štúdia bude mať dlhodobé výsledky.
"Pri aplikácii na vzorky od pacientov s leukémiou tieto techniky zisťujú expanziu mezenchymálnych buniek, typu vzácnych nekrvných buniek, v mieste rakovinových buniek v kostnej dreni," povedal Qing. "To poukazuje na možný nový smer pre budúcu liečbu chorôb."