Консорціум вчених щойно опублікував атлас дивовижних зображень трьох людських органів, кожен з яких життєво важливий по-своєму, показуючи, як типи клітин влаштовані та взаємодіють.
Результат: блискучі калейдоскопічні креслення, підсвічені флуоресцентними барвниками, які відкривають нову близькість наших тіл і змінюють наше розуміння людської біології та хвороб, як ніколи раніше.
Як ви можете бачити на діаграмі нижче, дослідники створили атласи клітин трьома способами.
Одна команда, очолювана нефрологом Вашингтонського університету Санджаєм Джайном, використала методи одноклітинної транскриптомії, які показують, як генетичні інструкції, закодовані в ДНК, зчитуються в окремих клітинах, щоб скласти карту нирки.
Інша група на чолі з геноміком Майклом Снайдером зі Стенфордської школи медицини склала карту кишечника за допомогою флуоресцентних антитіл , пов’язаних із зрізами тканини, зображеними під мікроскопом.
І третя команда зазирнула в те, що вчені описали як «можливо, найважливіший орган тіла, але, як це не парадоксально, найбільш погано вивчений» – плаценту.
Патологоанатом Стенфордського університету Майкл Анджело та його колеги зробили зображення шматочків плацентарної тканини, оброблених іонами металів, хімічно пов’язаних з антитілами, здатними закріплюватися на характерних сполуках на поверхні клітин, зосереджуючись на зразках, де клітини плаценти прикріпилися до стінки матки.
Зображуючи кілька зразків на різних стадіях цього процесу, від 6 до 20 тижнів вагітності, дослідники побудували графік взаємодії між клітинами плаценти та імунними клітинами та артеріями матері – обидві вони пристосовуються до плаценти.
За словами двох клітинних біологів з Інституту Велкома Сенгера, Розера Венто-Тормо та Розера Віларраса-Бласі, які написали коментарі до збірки нових статей, ми можемо побачити, у вишуканих деталях, як цей процес реконструкції «дозволяє мирно співіснувати між генетично відмінними клітинами матки матері та плоду».
Що стосується кишечника, то в цьому органі завдовжки мільйони мікробів штовхаються, ультраоброблена їжа викликає запалення , а клітини підключаються до « другого мозку » тіла .
Команда Снайдера виявила різкі зміни в тому, як клітини розташовані по довжині кишечника. Вони намітили чіткі околиці, нагромаджені імунними клітинами, готовими почати дію, і натрапили на нові підтипи епітеліальних клітин, які вистилають кишечник.
Подальша візуалізація гофрованої поверхні кишечника та його шарів може відкрити нове уявлення про те, як розвиваються запальні захворювання кишечника, розлади настрою або навіть нейродегенеративні захворювання .
Нирки теж дуже багато роблять для організму. Вони перекачують кров , щоб очистити її від токсинів і продуктів життєдіяльності, але часто виходять з ладу або хворіють і потребують заміни .
Відібравши зразки понад 90 нирок, Джейн і його колеги окреслили канали зв’язку між клітинами та розташованими клітинами, у яких шляхи відновлення стають дефектними під час гострого ураження нирок або хронічного захворювання нирок.
«Ми розглянули, як організовані ниркові клітини, їх молекулярну ідентичність і як вони переходять від здорових до хворих», — пояснює Джейн, який очолював дослідження візуалізації нирок.
«З цими знаннями ми можемо почати думати про ліки або маленькі молекулярні мішені, які можуть запобігти прогресуванню захворювання або сприяти одужанню після травми».
Майте на увазі, що ці зображення були зроблені з використанням невеликої кількості дорогоцінних зразків, щедро пожертвуваних людьми, які перенесли операцію та добровільно взяли участь у дослідженні.
Набагато важчим завданням буде оцінити структурні відмінності в органах, які існують між різними групами та популяціями , які можуть мати реальні наслідки для здоров’я, навіть якщо всі ми маємо приблизно однаковий план тіла.
