Yeni atlas, 1,6 milyon insan bağırsak hücresini benzeri görülmemiş bir doğrulukla ayrıntılı olarak haritalandırıyor

İnsan bağırsak hücrelerinin bugüne kadarki en kapsamlı haritası, 1,6 milyon hücreye ait mekansal ve tek çekirdekli verilerin birleştirilmesiyle oluşturuldu.

Bağırsak hücrelerinin haritalanması, bağırsak kanseri ve inflamatuar bağırsak hastalığı (IBD) gibi hastalıklarda neler olup bittiğine dair daha fazla içgörü sağlayabilir. Atlası kullanarak, Sanger Enstitüsü'ndeki araştırmacılar ve meslektaşları, bazı kişilerde ağrı ve rahatsızlığa neden olan bir inflamasyon döngüsünde yer alabilecek belirli bir bağırsak hücresi için yeni bir rol belirlediler.

Nature dergisinde yayınlanan çalışma, ekibin 25'ten fazla tek çekirdekli insan gastrointestinal (GI) veri setini birleştirerek dünyanın en büyük serbestçe erişilebilen bağırsak veri kaynağını nasıl oluşturduğunu açıklıyor. Bu kaynak, hem sağlıklı bireylerden hem de çeşitli hastalıklardan muzdarip olanlardan örnekler içeriyor.

Bağırsak Hücre Haritasının Anlamı

Bağırsakların sağlık ve hastalıktaki yapısını daha iyi anlayarak, araştırmacılar ülseratif kolit ve Crohn hastalığı gibi hastalıkların başlangıcıyla ilişkili olabilecek temel değişiklikleri belirleyebilir ve ilaç geliştirme için yeni hedefler keşfedebilirler.

Bu makale, insan vücudunu anlamamızda önemli ilerlemeler sağlayan İnsan Hücre Atlası projesiyle ilişkili bir dizi yayının (Nature Portfolio) bir parçasıdır. Bu çalışmalar, gelişim biyolojisi, sağlık ve hastalığın temel yönlerini aydınlatır ve bir insan hücre atlasının geliştirilmesine yardımcı olacak analitik araçların geliştirilmesine katkıda bulunur.

GI sistemi, ağızdan anüse kadar sindirimden sorumlu organları içerir. Besinleri emmek ve patojenlere karşı koruma sağlamak gibi önemli işlevleri yerine getirir. Gastrointestinal hastalıklar dünya çapında milyonlarca insanı etkiler. Örneğin, ülseratif kolit ve Crohn hastalığı 7 milyondan fazla insanı etkiler. Bu hastalıklar karın ağrısı, ishal, rektal kanama, yorgunluk ve eklem sorunları gibi semptomlarla karakterizedir.

Bağırsak kanseri, kolorektal kanser olarak da bilinir, Birleşik Krallık'ta dördüncü en yaygın kanserdir ve her yıl yaklaşık 43.000 kişiye teşhis konur. Dünya çapında yaklaşık iki milyon vaka vardır.

Uyumlu bir kaynak oluşturma

Bu hastalıkların önemi nedeniyle, GI hücre yapısının birçok tek çekirdekli çalışması yürütülmüştür. Ancak, parçalanmış veriler ve yöntemler, dışarıdaki araştırmacıların bu kaynakları kullanmasını zorlaştırmıştır.

Bu sorunu ele almak için araştırmacılar, dünya çapındaki bilim insanlarının erişebileceği standart bir bağırsak hücreleri kaynağı oluşturan bir veri uyumlaştırma aracı geliştirdiler. Araç, daha fazla araştırma için diğer organlara da uygulanabilir.

Ortaya çıkan atlas 25 veri setini bir araya getiriyor ve tek çekirdekli ve mekansal veriye sahip 1,6 milyon hücreyi içeriyor ve hücre tipleri, konumları ve çevreyle etkileşimleri hakkında bilgi sağlıyor. Atlas sağlıklı bireylerin yanı sıra gastro- ve kolorektal kanserleri, çölyak hastalığı, ülseratif kolit ve Crohn hastalığı olan hastalardan da veri içeriyor.

Hücreler için yeni bir rolün keşfi

Ekip, inflamasyonda rol oynayabilecek intestinal metaplastik hücreler olarak bilinen bir hücre türü keşfetti. Normalde mide astarının onarımında rol oynayan bu hücreler, inflamasyonla ilişkili diğer GI hücreleriyle genetik benzerlikler gösterdi. Bilim insanları, IBD'deki inflamasyonun bu hücrelerde değişikliklere neden olarak inflamasyonu artırdığını düşünüyor.

Atlasın uygulanması

Atlas ücretsiz olarak kullanıma sunuluyor ve gelecekteki araştırma verilerinin eklenmesine olanak tanıyan yeni süreçler geliştirilerek bilim insanları için dinamik ve erişilebilir bir kaynak yaratıldı.

Sanger Enstitüsü'nden ilk yazar Dr. Amanda Oliver şunları söyledi:
"Uzamsal ve tek çekirdekli veriler, bağırsak hücrelerinin nasıl etkileşime girdiğine dair benzersiz içgörüler sunarak insan vücudunun nasıl çalıştığını daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor. Araştırmacıların bu kaynağı geliştirmeye devam ederek insan sağlığını iyileştirmek için yeni içgörüler eklemelerini umuyoruz."

Çalışmanın ortak yazarı Dr. Rasa Elmentaite şunları ekledi:
"Bu entegre atlas, gelecekteki müdahaleler için hedef olabilecek patojenik hücre tiplerini belirlememize olanak tanıyan çok miktarda veri içeriyor."

İnsan Hücre Atlası'nın kurucu ortağı Profesör Sarah Teichmann şunları söyledi:
"Bu atlas, dünyanın dört bir yanından bilim insanları arasındaki açık iş birliğiyle neler başarılabileceğinin göstergesi. Hastalıkları anlamak ve yeni tedaviler geliştirmek için güçlü bir araç."