Біомолекулярний атлас кісткового мозку надає унікальну інформацію про гемопоез
Останній перегляд: 14.06.2024
Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Дослідники з Дитячої лікарні Філадельфії (CHOP) і Школи медицини Перельмана в Університеті Пенсільванії створили новий потужний атлас кісткового мозку, який надасть громадськості перший у своєму роді візуальний паспорт спектр здорового і хворого кровотворення. Результати були опубліковані в журналі Cell.
«Вперше ми матимемо комплексну структуру для перегляду повної експресії генів і просторової організації клітин кісткового мозку», — сказав старший автор дослідження Кай Тан, доктор філософії, професор кафедри в педіатрії та науковий співробітник Центру дослідження дитячого раку при CHOP. «Хоча наша стаття є фундаментальною, ми передбачаємо, що атлас буде використовуватися для розробки нових діагностичних тестів, визначення нових мішеней для терапії CAR-T та інших терапевтичних підходів, а також виявлення просторових біомаркерів захворювання».
Хоча ініціативу очолювали CHOP і Penn, дослідження також є частиною ширшої Програми біомолекулярного атласу людини (HuBMAP). Консорціум HuBMAP складається з 42 різних дослідницьких груп з університетів 14 штатів і чотирьох країн. Дослідники співпрацюють, щоб створити наступне покоління технологій молекулярного аналізу та обчислювальних інструментів, які створять базові карти тканин і атлас функцій і взаємозв’язків між клітинами в організмі людини.
«Дослідження такого масштабу можливі лише завдяки надзвичайним зусиллям команди», — сказав Шовік Бандіопадхяй, доктор філософії, провідний автор дослідження та лікар-науковець, який навчається в лабораторії Тана. «Завдяки співпраці багатьох установ і наукових консорціумів ми змогли отримати фундаментальне розуміння мікроскопічних будівельних блоків людського тіла».
Вчені вже давно висунули теорію про те, що хоча більшість кісткового мозку складається з клітин крові, невеликий відсоток клітин, які не містять крові, може відігравати важливу роль у захворюваннях кісткового мозку у дітей і дорослих, таких як лейкемія, мієлопроліферативні розлади або захворювання кісткового мозку синдроми невдачі. Однак до цього дослідження такі дослідження були складними через технічні проблеми, пов’язані з рідкістю та крихкістю цих клітин.
Ця стаття є першою, яка подолала ці обмеження та вичерпно профілювала кістковий мозок дорослої людини за допомогою секвенування одноклітинної РНК. Ця техніка може отримувати повні профілі генів десятків тисяч окремих клітин, відкриваючи повний склад типів клітин, які утворюють орган.
Джерело: Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.013
У дослідженні вчені зосередилися на кістковому мозку, який регулює важливі процеси розвитку клітин крові та імунітету. Вони ідентифікували щонайменше дев'ять підтипів негемопоетичних клітин, включаючи стромальні клітини, клітини кісток і ендотеліальні клітини (крові), принаймні три з яких раніше не були описані, і які виробляли важливі підтримуючі фактори. Дослідники створили енциклопедію цих рідкісних некров’яних клітин, які виробляють фактори, які вважаються важливими в кровотворенні людини, що допоможе краще зрозуміти, на якому клітинному зв’язку мають зосередитися майбутні дослідження.
Їх результати підкреслюють дедалі важливішу роль технологій у сучасних біомолекулярних дослідженнях. Автори створили просторовий атлас кісткового мозку, який містить близько 800 000 клітин, використовуючи нову складну техніку під назвою CODEX у поєднанні з машинним навчанням. Цей підхід у поєднанні з ретельним ручним анотуванням тисяч клітин і структур дозволив їм визначити, що здоровий кістковий мозок має дуже чітку просторову організацію, а жирові клітини тісніше пов’язані з гемопоетичними клітинами, ніж вважалося раніше.
«Ми тільки починаємо усвідомлювати, що можливо», — сказав Тан. «Майбутні дослідження можуть спиратися на нашу роботу шляхом прискорення досліджень кісткового мозку з надією, що ці цифрові шляхи одного разу приведуть до медичних проривів у лікуванні гострого лейкозу та інших захворювань кісткового мозку».
Ling Qing, Ph.D., ще один старший автор цього дослідження та професор ортопедичної хірургії в Школі медицини Перельмана, погоджується з цим і вважає, що це дослідження матиме довгострокові результати.
«При застосуванні до зразків пацієнтів з лейкемією ці методи виявляють розширення мезенхімальних клітин, типу рідкісних клітин, не пов’язаних з кров’ю, на місці ракових клітин у кістковому мозку», — сказав Цін. «Це вказує на можливий новий напрямок для майбутнього лікування захворювань».