Istraživači iz Dečje bolnice u Filadelfiji (CHOP) i Medicinskog fakulteta Perelman na Univerzitetu u Pensilvaniji otkrili su moćan novi atlas koštane srži koji će javnosti ponuditi prvi vizuelni pasoš ove vrste u spektar zdravih i bolesnih proizvodnja krvi. Nalazi su objavljeni u časopisu Cell.
„Prvi put ćemo imati sveobuhvatan okvir da vidimo punu ekspresiju gena i prostornu organizaciju ćelija koštane srži“, rekao je viši autor studije Kai Tan, dr., profesor na Odeljenju za pedijatriju i istraživač u CHOP-ov centar za istraživanje raka u detinjstvu. „Iako je naš rad temeljan, predviđamo da će se atlas koristiti za razvoj novih dijagnostičkih testova, identifikaciju novih CAR-T ili drugih terapeutskih ciljeva i otkrivanje prostornih biomarkera bolesti.“
Iako predvode CHOP i Penn, studija je takođe deo šireg programa Human BioMolecular Atlas (HuBMAP). HuBMAP konzorcijum se sastoji od 42 različita istraživačka tima na univerzitetima u 14 država i četiri zemlje. Istraživači sarađuju na stvaranju nove generacije tehnologija molekularne analize i računarskih alata, koji će omogućiti istraživačima da kreiraju temeljne mape tkiva i konstruišu atlas funkcija i odnosa među ćelijama u ljudskom telu.
„Studije ove veličine su moguće samo uz monumentalne timske napore“, rekao je dr Shovik Bandiopadhiai, glavni autor studije i lekar-naučnik na obuci u Tanovoj laboratoriji. „Uz saradnju više institucija i naučnih konzorcijuma, uspeli smo da steknemo fundamentalni uvid u mikroskopske građevne blokove ljudskog tela.
Naučnici su dugo teoretizirali da iako se većina koštane srži sastoji od krvnih zrnaca, mali procenat nekrvnih ćelija može igrati važnu ulogu u pedijatrijskim i odraslim bolestima koštane srži kao što su leukemija, mijeloproliferativni poremećaji ili sindromi otkazivanja koštane srži. Međutim, pre ove studije, istraživanje je bilo izazovno zbog tehničkih problema koji su proistekli iz retkosti i krhkosti ovih ćelija.
Ovaj rad je prvi koji je prevazišao ta ograničenja i sveobuhvatno profilisao koštanu srž odrasle osobe koristeći jednoćelijsko RNK sekvenciranje. Tehnika obuhvata pune profile ekspresije gena desetina hiljada pojedinačnih ćelija, otkrivajući potpunu mešavinu tipova ćelija koje čine organ.
U studiji, istraživači su se fokusirali na koštanu srž koja reguliše važne procese u razvoju krvnih ćelija i imunitetu. Oni su uhvatili najmanje devet podskupova nehematopoetskih ćelija, uključujući stromalne ćelije, ćelije kostiju i ćelije endotela (krvnih sudova) – od kojih najmanje tri nisu ranije prijavljivane i koje su proizvele kritične faktore podrške. Istraživači su uspeli da naprave enciklopediju o tome koje od ovih retkih nekrvnih ćelija proizvode faktore za koje se zna da su važni u proizvodnji ljudske krvi, što će pomoći istraživačima da bolje razumeju na koju ćelijsku komunikaciju da se fokusiraju buduća istraživanja.
Njihovi nalazi naglašavaju sve važniju ulogu koju tehnologija igra u današnjim biomolekularnim istraživanjima. Autori su kreirali procenjeni atlas koštane srži od 800.000 ćelija koji odgovara transkripcionom atlasu koristeći sofisticiranu novu tehniku zvanu CODEKS zajedno sa mašinskim učenjem. Ovaj pristup, zajedno sa mukotrpnim ručnim beleženjem hiljada ćelija i struktura, naveo ih je da razaznaju da zdrava koštana srž ima veoma jasnu prostornu organizaciju i da su masne ćelije bliže povezane sa ćelijama koje proizvode krv nego što se ranije shvatalo.
„Upravo počinjemo da zagrebamo površinu onoga što je moguće“, rekao je Tan. „Buduća istraživanja mogu se nadovezati na naš rad, ubrzavajući studije koštane srži u nadi da će jednog dana ovi digitalni putevi dovesti do napretka u zdravstvenoj zaštiti u akutnoj leukemiji i drugim poremećajima koštane srži.
dr Ling Ćin, drugi stariji autor za ovu studiju i profesor ortopedske hirurgije na Medicinskom fakultetu Perelman, složila se i rekla da takođe vidi da istraživanje daje trajne efekte.
„Kada se primenjuju na uzorke pacijenata obolelih od leukemije, ove tehnike identifikuju ekspanziju mezenhimalnih ćelija, vrste retkih nekrvnih ćelija, na mestu ćelije raka u koštanoj srži“, rekao je Kin. „Ovo otkriva potencijalni novi pravac za buduće lečenje bolesti.“
