Durchbruch im Projekt zur Kartierung menschlicher Zellen

Internationale Wissenschaftler haben am 20. November den ersten Bauplan für die Entwicklung des menschlichen Skelettsystems bekannt gegeben. Dies stellt einen wichtigen Fortschritt im Human Cell Atlas-Projekt dar, einem großen Vorhaben zur Erstellung einer detaillierten biologischen Karte aller Zelltypen im menschlichen Körper.

Das Human Cell Atlas Project wurde 2016 ins Leben gerufen und umfasst mittlerweile Forscher aus aller Welt. Ziel des Projekts ist es, bessere Einblicke in die menschliche Gesundheit zu ermöglichen und die Diagnose und Behandlung von Krankheiten zu unterstützen.

Der menschliche Körper besteht aus etwa 37 Billionen Zellen, wobei jeder Zelltyp eine spezielle Funktion hat. Wissenschaftler hoffen, den ersten Entwurf der Zellkarte innerhalb der nächsten ein bis zwei Jahre fertigzustellen.

Frau Aviv Regev, Mitbegründerin und derzeitige Executive Vice President des US-Biotechnologieunternehmens Genentech, erklärte, dieses Projekt sei aus zwei Gründen wichtig. Sie erklärte: „Erstens ist es die menschliche Neugier. Wir wollen wissen, woraus wir gemacht sind. Der Mensch wollte schon immer seine eigene Natur verstehen. Aus diesem Grund begannen Biologen bereits im 17. Jahrhundert mit der Kartierung von Zellen. Der zweite, ganz praktische Grund ist, dass wir dieses Verständnis brauchen, um Krankheiten zu verstehen und zu behandeln. Zellen sind die Grundbausteine ​​des Lebens, und wenn Probleme auftreten, entstehen sie oft in Zellen.“

Im Rahmen dieses Projekts erstellten die Forscher eine Karte der Skelettentwicklung im ersten Trimester. Diese beschreibt alle Zellen, Gennetzwerke und Interaktionen, die am Knochenwachstum in den frühen Stadien der menschlichen Entwicklung beteiligt sind. Sie zeigten, wie Knorpel, mit Ausnahme der Schädeldecke, als „Gerüst“ für das Knochenwachstum fungiert. Sie beschrieben außerdem die für die Schädelbildung wichtigen Zellen und untersuchten, wie genetische Mutationen dazu führen können, dass die weichen Stellen im Schädel eines Neugeborenen zu früh verwachsen und so das Gehirnwachstum einschränken.

Das Verständnis dieser Zellen könne helfen, angeborene Erkrankungen zu erkennen und zu behandeln, so die Forscher. Sie fanden außerdem heraus, dass bestimmte in frühen Knochenzellen aktivierte Gene mit dem Risiko für Hüftarthrose im Erwachsenenalter in Zusammenhang stehen könnten.

Neben dem Skelettsystem veröffentlichten die Forscher auch detaillierte Karten anderer Organe. Eine der wichtigsten Karten ist die des Verdauungssystems, das Gewebe von Mund, Speiseröhre, Magen, Darm bis hin zum Dickdarm umfasst. Unter anderem entdeckten sie einen Zelltyp im Darm, der möglicherweise an Entzündungen beteiligt ist, was neue Erkenntnisse über Krankheiten wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa liefern könnte.
Wissenschaftler haben außerdem eine Karte der Thymusdrüse veröffentlicht – ein Organ, das für die Ausbildung von Immunzellen zum Schutz des Körpers vor Infektionen und Krebs von entscheidender Bedeutung ist.

„Obwohl der Hauptfokus des Projekts auf der Kartierung von Zellen bei gesunden Menschen liegt, hat das Projekt auch wertvolle Erkenntnisse zu Krankheiten wie Krebs, COVID-19, Mukoviszidose, Herz-, Lungen- und Darmerkrankungen geliefert“, sagte Alexandra-Chloe Villani vom Massachusetts General Hospital (USA).

Die Forschung in diesem Projekt nutzt neue Datenanalysetools, darunter künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen. Sarah Teichmann vom Cambridge Stem Cell Institute (Großbritannien) erklärte, dass Daten aus dem Human Cell Atlas es Forschern ermöglichen, grundlegende Modelle wie „ChatGPT für Zellen“ zu trainieren, um neue Zellen zu identifizieren und zu analysieren oder in Millionen von Zelldatensätzen nach Zellen zu suchen. „Dadurch können wir unerwartete Zusammenhänge entdecken, wie beispielsweise den Zusammenhang zwischen Zellen bei Lungenfibrose und Zellen in Pankreastumoren“, sagte Teichmann.

Wissenschaftlern zufolge ist das Verständnis der menschlichen Entwicklung auf zellulärer Ebene eine große Herausforderung. „Diese Studien helfen uns zu verstehen, wie Gewebe, Organe und der menschliche Körper aufgebaut sind“, sagte Muzlifah Haniffa von der Newcastle University in Großbritannien. „Das Verständnis der menschlichen Entwicklung ist wichtig für die Erforschung von Entwicklungsstörungen, pränatalen Kinderkrankheiten sowie Erkrankungen, die Erwachsene betreffen, da diese Entwicklungsverläufe bei späteren Erkrankungen wieder auftreten können.“

Laut Thanh Phuong/VNA

Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/buoc-tien-dot-pha-trong-du-an-xay-dung-ban-do-te-bao-con-nguoi/20241122125544042