Durchbruch im Projekt zur Kartierung menschlicher Zellen

Internationale Wissenschaftler haben am 20. November den ersten Entwurf für die Entwicklung des menschlichen Skelettsystems veröffentlicht. Dies markiert einen wichtigen Fortschritt im Projekt „Human Cell Atlas“, 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 ist es, ein besseres Verständnis der menschlichen Gesundheit zu gewinnen und die Diagnose und Behandlung von Krankheiten zu unterstützen.

Der menschliche Körper besteht aus etwa 37 Billionen Zellen, wobei jeder Zelltyp eine spezielle Funktion erfüllt. 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-amerikanischen Biotechnologieunternehmens Genentech, erklärte, dieses Projekt sei in zweierlei Hinsicht wichtig: „Erstens ist es die grundlegende menschliche Neugier. Wir wollen wissen, woraus wir bestehen. Die Menschen wollten schon immer ihre eigene Natur verstehen. Tatsächlich begannen Biologen bereits im 17. Jahrhundert aus diesem Grund, Zellen zu kartieren. Zweitens ist der ganz praktische Grund, dass wir dieses Verständnis benötigen, um Krankheiten zu verstehen und zu behandeln. Zellen sind die Grundeinheit des Lebens, und wenn Probleme auftreten, haben sie ihren Ursprung oft in den Zellen.“

In diesem Projekt erstellten die Forscher eine Karte der Skelettentwicklung im ersten Trimester, die alle am Knochenwachstum in den frühen Stadien der menschlichen Entwicklung beteiligten Zellen, Gennetzwerke und Wechselwirkungen beschreibt. Sie zeigten, wie Knorpel – mit Ausnahme des Schädeldachs – als Gerüst für das Knochenwachstum dient. Außerdem beschrieben sie die für die Schädelbildung wichtigen Zellen und untersuchten, wie genetische Mutationen dazu führen können, dass die Fontanellen bei Neugeborenen zu früh verknöchern und dadurch das Gehirnwachstum einschränken.

Das Verständnis dieser Zellen könnte laut den Forschern helfen, angeborene Erkrankungen zu erkennen und zu behandeln. Sie fanden außerdem heraus, dass bestimmte Gene, die in frühen Knochenzellen aktiviert werden, mit dem Risiko, im Erwachsenenalter an Hüftarthrose zu erkranken, in Verbindung stehen könnten.

Neben dem Skelettsystem veröffentlichten die Forscher auch detaillierte Karten anderer Organe. Eine wichtige Karte zeigt das Verdauungssystem, das Gewebe vom Mund über Speiseröhre, Magen und Darm bis zum Dickdarm umfasst. Darin entdeckten sie einen Zelltyp im Darm, der möglicherweise an Entzündungsprozessen beteiligt ist und neue Erkenntnisse zu Erkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa liefern könnte.
Eine Karte der Thymusdrüse – eines Organs, das eine wichtige Rolle bei der Ausbildung von Immunzellen zum Schutz des Körpers vor Infektionen und Krebs spielt – wurde ebenfalls von Wissenschaftlern veröffentlicht.

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

Die Forschung in diesem Projekt nutzt neue Datenanalyse-Tools, darunter künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen. Sarah Teichmann vom Cambridge Stem Cell Institute (UK) erklärte, 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 Zellprofilen nach Zellen zu suchen. „Dies hilft uns, unerwartete Zusammenhänge zu entdecken, beispielsweise den Zusammenhang zwischen Zellen bei Lungenfibrose und Zellen in Pankreastumoren“, so Teichmann.

Wissenschaftler betonen, dass das Verständnis der menschlichen Entwicklung auf zellulärer Ebene eine große Herausforderung darstellt. „Diese Studien helfen uns zu verstehen, wie Gewebe, Organe und der menschliche Körper aufgebaut sind“, so Muzlifah Haniffa von der Newcastle University in Großbritannien. „Das Verständnis der menschlichen Entwicklung ist wichtig für die Erforschung von Entwicklungsstörungen, pränatal beginnenden Kinderkrankheiten sowie Erkrankungen, die Erwachsene betreffen, da diese Entwicklungsprozesse 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