«Атлас клеток человека»: чем полезен проект и как его создают
«Атлас клеток человека»: чем полезен проект и как его создают
Из чего состоит человеческое тело? Какие существуют типы клеток? Как именно они устроены? Как изменяются больные клетки? На эти важные вопросы хочет ответить международный исследовательский консорциум «Атлас клеток человека». Исследователи со всего мира собирают данные для этой цели, сообщает tagesschau.de.
Читайте также: Малоинвазивное шунтирование: в больнице Фульда проводят революционную операцию
«Конечно, речь идет и о фундаментальных исследованиях», – говорит Сара Тайхманн. Она является профессором Клинической школы Кембриджского университета. Вместе с израильско-американским биоинформатиком Авивом Регевом она запустила этот грандиозный проект в 2016 году. «Мы хотим узнать что-то о себе и лучше понять свой организм. Но в то же время существует множество приложений для решения всевозможных биомедицинских проблем», – говорит Тайхманн.
Как «Атлас клеток человека» помог во время пандемии
Во время пандемии 2020 года информация, собранная в «Атласе клеток человека», уже нашла практическое применение. По мере распространения коронавируса, данные о клетках были использованы, чтобы быстро показать, где вирус может попасть в организм.
«Например, информация о том, что вирус попадает в организм через слизистую оболочку рта или глаза, уже была зафиксирована комитетами и органами, отвечающими за защитные меры весной 2020 года. И это сразу же стало важным для использования масок или защитных очков», – объясняет Сара Тайхманн.
The first two integrated HCA Organoid Cell Atlases, from brain and endoderm tissues, are available on the HCA Data Portal. Congratulations to all involved! https://t.co/XKKKI7B71T pic.twitter.com/ETwNVbOadI
— Human Cell Atlas (@humancellatlas) April 28, 2025
Собранные данные о человеческих клетках также будут использоваться в качестве эталона для решения многих других медицинских проблем. «Если ткань изменяется, например, из-за рака или нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, то мы можем использовать клеточный атлас в качестве сравнения и увидеть, где находятся соответствующие различия между здоровой и больной клеткой», – говорит Тайхманн. «Такая информация может быть использована, например, для поиска подходящих лекарств».
Исследователи со всех континентов работают вместе
Проект был запущен в 2016 году на небольшой конференции. В ней участвовало около 100 исследователей. Сейчас в исследовательский консорциум входят почти 4 000 человек из более чем 100 стран. В нем участвуют исследователи со всех континентов. В противном случае такой проект был бы невозможен, объясняет Сара Тайхманн. «Задача была бы слишком масштабной для отдельных лабораторий или институтов». Поэтому каждый делится результатами, полученными в рамках своей специализации.
Лукас Ширмер из Университетского медицинского центра Мангейма также принимает участие в исследовании. Он является профессором трансляционной нейробиологии в Гейдельбергском университете. Вместе со своей командой он изучает, как различаются отдельные типы клеток в областях мозга и мышц.
«Собранные нами данные последовательно переносятся в «Атлас клеток человека», – говорит невролог. Например, он изучает разницу между воспаленными и здоровыми нервными и мышечными клетками. «Атлас клеток человека» мозга, над которым мы работали, служит эталоном здоровых клеток».
Современные технологии позволяют проводить точные анализы
То, что такой атлас вообще возможен, объясняется новыми технологиями. За последние 15 лет стало возможным проводить генетический анализ отдельных клеток. Причем можно не только выяснить, какие гены активны, но и где именно в трехмерной ткани.
Биоинформатик Оливер Стегл говорит, что объем данных, полученных из клеток, является ценным, но в то же время и сложным. Он исполняет обязанности руководителя Центра искусственного интеллекта в Европейской лаборатории молекулярной биологии и заведующего отделом в Немецком центре исследования рака в Гейдельберге. Он также работает над Атласом клеток человека. «Мы разрабатываем стратегии для объединения данных научного сообщества по всему миру». Сами по себе данные сопоставимы: все группы секвенируют человеческие клетки. «Однако в деталях данные сильно различаются».
«Атлас клеток человека» постоянно совершенствуется
Кроме того, технология то и дело полностью меняется. «Сегодня мы генерируем совершенно другие данные, чем год назад». Оливер Стегл и его команда изучают, в частности, вопрос о том, как определить различия между типами клеток. Когда две клетки принадлежат к одной группе, а когда существуют биологически значимые различия?
С самого начала он рассказал о том, как должен быть структурирован такой клеточный атлас человека. Это связано с тем, что данные, которые могут быть собраны в таком клеточном атласе, по определению неполны. «Мы не можем проанализировать каждую клетку до мельчайших деталей. Нам постоянно приходится принимать решения. Например, лучше ли нам измерить данные 1000 клеток одного типа с очень высоким уровнем детализации или 10 млн клеток с более низким уровнем детализации?» Всегда приходится думать о том, как поставить эксперименты, чтобы извлечь из полученных данных реальную пользу.
Огромные объемы данных для анализа с помощью искусственного интеллекта
Более того, способы обработки данных сейчас стремительно меняются. Например, теперь можно это делать с помощью искусственного интеллекта. Теперь, когда атлас обретает форму, аналитикам данных снова становится очень интересно. Лукас Ширмер из Университетского медицинского центра Мангейма уже использует «Атлас клеток человека» для своих исследований здоровых и больных нервных и мышечных клеток. Он может получить доступ к уже собранным данным в режиме онлайн.
«Это большое преимущество такой огромной, агрегированной коллекции. Вы можете работать не только со своими собственными данными, но и интегрировать наборы данных от различных групп, которые внесли в нее свои данные». Это позволяет проводить более точные статистические оценки. А также более качественный анализ с помощью искусственного интеллекта.
Будет создано 18 атласов о человеческом теле
Невролог из Мангейма надеется, что в будущем клеточные атласы можно будет использовать для выявления новых биомаркеров. Они указывают на определенные заболевания и их прогрессирование. Это может привести к разработке более эффективных и, прежде всего, более специфических методов лечения.
Для биоинформатика Стегла из Гейдельберга перспектива секвенирования всех человеческих клеток все еще остается захватывающей. «Для таких, как я, которые работают с данными и интересуются большими массивами данных, это, конечно, мечта о возможности». Будет создано 18 частичных атласов человеческого тела – с сортировкой по органам. Четыре уже опубликованы, остальные будут выпущены в этом году.
Читайте также:
- ИИ ставит диагноз: помощник врача или риск для пациента?
- Почему парамедики в Германии не верят в долгую карьеру
- Disorazol Z1 – новое лекарство от рака. Или нет?
Читайте также:
Обсуждение
Самые последние новости
