Atlas baharu memetakan 1.6 juta sel usus manusia secara terperinci dengan ketepatan yang tidak pernah berlaku sebelum ini

Peta paling komprehensif sel usus manusia setakat ini telah dicipta dengan menggabungkan data spatial dan nukleus tunggal daripada 1.6 juta sel.

Pemetaan sel usus boleh memberikan lebih banyak maklumat tentang perkara yang berlaku dalam penyakit seperti kanser usus dan penyakit radang usus (IBD). Menggunakan atlas, penyelidik di Institut Sanger dan rakan sekerja mereka telah mengenal pasti peranan baru untuk sel usus tertentu yang mungkin terlibat dalam kitaran keradangan pada sesetengah orang, menyebabkan kesakitan dan ketidakselesaan.

Kajian itu, yang diterbitkan dalam jurnal Nature, menerangkan bagaimana pasukan itu menggabungkan lebih daripada 25 set data gastrousus manusia (GI) teras tunggal untuk mencipta sumber data usus terbesar yang tersedia secara percuma di dunia. Sumber ini termasuk sampel daripada individu yang sihat dan mereka yang menghidap pelbagai penyakit.

Maksud Peta Sel Usus

Dengan lebih memahami struktur usus dalam kesihatan dan penyakit, penyelidik boleh mengenal pasti perubahan utama yang mungkin dikaitkan dengan permulaan penyakit seperti kolitis ulseratif dan penyakit Crohn, serta menemui sasaran baharu untuk pembangunan dadah.

Artikel ini adalah sebahagian daripada siri penerbitan (Portfolio Alam) yang dikaitkan dengan projek Atlas Sel Manusia yang mewakili kemajuan ketara dalam pemahaman kita tentang tubuh manusia. Kajian-kajian ini menerangkan aspek utama biologi perkembangan, kesihatan dan penyakit, dan menyumbang kepada pembangunan alat analisis yang akan membantu dalam pembangunan atlas sel manusia.

Saluran GI termasuk organ yang bertanggungjawab untuk pencernaan, dari mulut ke dubur. Ia melaksanakan fungsi penting seperti menyerap nutrien dan melindungi daripada patogen. Penyakit gastrousus menjejaskan berjuta-juta orang di seluruh dunia. Sebagai contoh, kolitis ulseratif dan penyakit Crohn menjejaskan lebih daripada 7 juta orang. Penyakit ini dicirikan oleh gejala seperti sakit perut, cirit-birit, pendarahan rektum, keletihan, dan masalah sendi.

Kanser usus, juga dikenali sebagai kanser kolorektal, adalah kanser keempat paling biasa di UK, dengan hampir 43,000 orang didiagnosis setiap tahun. Terdapat kira-kira dua juta kes di seluruh dunia.

Mewujudkan sumber yang harmoni

Oleh kerana kepentingan penyakit ini, banyak kajian nukleus tunggal tentang struktur sel GI telah dijalankan. Walau bagaimanapun, data dan kaedah yang berpecah-belah telah menyukarkan penyelidik luar untuk menggunakan sumber ini.

Untuk menangani isu ini, para penyelidik membangunkan alat penyelarasan data, mencipta sumber sel usus yang standard yang boleh diakses oleh saintis di seluruh dunia. Alat ini juga boleh digunakan pada organ lain untuk penyelidikan lanjut.

Atlas yang terhasil menggabungkan 25 set data dan termasuk 1.6 juta sel dengan nukleus tunggal dan data spatial, memberikan maklumat tentang jenis sel, lokasinya dan interaksi dengan persekitaran. Atlas termasuk data daripada individu yang sihat serta pesakit yang menghidap kanser gastro- dan kolorektal, penyakit seliak, kolitis ulseratif dan penyakit Crohn.

Penemuan peranan baharu untuk sel

Pasukan itu menemui sejenis sel yang dikenali sebagai sel metaplastik usus yang mungkin terlibat dalam keradangan. Sel-sel ini, yang biasanya terlibat dalam membaiki lapisan perut, menunjukkan persamaan genetik dengan sel GI lain yang dikaitkan dengan keradangan. Para saintis membuat spekulasi bahawa keradangan dalam IBD menyebabkan perubahan dalam sel-sel ini, meningkatkan keradangan.

Penggunaan atlas

Atlas tersedia secara percuma, dan proses baharu telah dibangunkan untuk membolehkan data penyelidikan masa depan ditambah, mewujudkan sumber yang dinamik dan boleh diakses untuk saintis.

Dr Amanda Oliver, pengarang pertama dari Institut Sanger, berkata:
"Data spatial dan nukleus tunggal memberikan pandangan unik tentang cara sel usus berinteraksi, membantu memahami dengan lebih baik cara tubuh manusia berfungsi. Kami berharap para penyelidik akan terus membina sumber ini, menambah pandangan baharu untuk meningkatkan kesihatan manusia."

Dr Rasa Elmentaite, pengarang bersama kajian itu, menambah:
"Atlas bersepadu ini termasuk sejumlah besar data, membolehkan kami mengenal pasti jenis sel patogen yang boleh menjadi sasaran untuk campur tangan masa depan."

Profesor Sarah Teichmann, pengasas bersama Atlas Sel Manusia, berkata:
"Atlas ini menunjukkan apa yang boleh dicapai melalui kerjasama terbuka antara saintis dari seluruh dunia. Ia adalah alat yang berkuasa untuk memahami penyakit dan membangunkan rawatan baharu."