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 zieht mittlerweile Forscher aus der ganzen Welt an. Das Projekt zielt darauf ab, einen besseren Einblick in die menschliche Gesundheit zu ermöglichen und bei der Diagnose und Behandlung von Krankheiten zu helfen.

Der menschliche Körper verfügt über etwa 37 Billionen Zellen, wobei jeder Zelltyp eine spezielle Funktion hat. Die 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 Biotechnologieunternehmens Genentech (USA), sagte, dieses Projekt sei aus zwei Gründen wichtig. Der erste Grund ist die menschliche Neugier. Wir wollen wissen, woraus wir gemacht sind. Wir Menschen wollten schon immer unsere eigene Natur verstehen. Aus diesem Grund begannen Biologen bereits im 17. Jahrhundert mit der Kartierung der Zelle. Der zweite, ganz praktische Grund ist, dass wir dieses Verständnis brauchen, um Krankheiten zu verstehen und zu behandeln. Die Zelle ist die Grundeinheit des Lebens, und wenn etwas schiefgeht, beginnt es meist in der Zelle selbst“, sagte sie.

In diesem Projekt haben Forscher eine Karte der Skelettentwicklung im ersten Trimester der Schwangerschaft erstellt und dabei alle Zellen, Gennetzwerke und Interaktionen beschrieben, die in den frühen Stadien der menschlichen Entwicklung am Knochenwachstum beteiligt sind. Sie zeigten, wie Knorpel als „Rahmen“ für das Knochenwachstum fungiert, mit Ausnahme des oberen Teils des Schädels. Sie beschrieben außerdem Zellen, die für die Schädelbildung wichtig sind, und untersuchten, wie genetische Mutationen dazu führen können, dass die weichen Stellen am Schädel eines Babys zu früh zusammenwachsen, was das Gehirnwachstum einschränkt.

Das Verständnis dieser Zellen könnte dazu beitragen, angeborene Krankheiten zu erkennen und zu behandeln, sagen die Forscher. Sie fanden außerdem heraus, dass bestimmte in frühen Knochenzellen aktivierte Gene möglicherweise mit dem Risiko verbunden sind, im Erwachsenenalter an Hüftarthrose zu erkranken.

Zusätzlich zum Skelettsystem veröffentlichten die Forscher auch detaillierte Karten anderer Organe im Körper. Eine der wichtigsten Karten ist die des Verdauungssystems, das die Gewebe von Mund, Speiseröhre, Magen, Darm und Dickdarm umfasst. Unter anderem entdeckten sie einen Zelltyp im Darm, der an Entzündungen beteiligt sein könnte, 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) sagte, dass die Daten des 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 aufdecken, wie zum Beispiel die Verbindung zwischen Zellen bei Lungenfibrose und Zellen in Pankreastumoren“, sagt Teichmann.

Wissenschaftler sagen, dass das Verständnis der Entwicklung des menschlichen Körpers auf zellulärer Ebene eine große Herausforderung darstellt. „Diese Studien helfen uns zu verstehen, wie menschliches Gewebe, Organe und Körper aufgebaut sind“, sagte Muzlifah Haniffa von der Newcastle University. „Das Verständnis der menschlichen Entwicklung ist wichtig für die Erforschung von Entwicklungsstörungen, pränatal auftretenden Kinderkrankheiten sowie Krankheiten, die Erwachsene betreffen, da diese Entwicklungswege bei späteren Krankheiten erneut 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