В этом году Атлас Клеток Человека отметил свое 10-летие и профессор Хольгер Хейн дал интервью изданию GEN
Задача проекта — описать все типы и состояния клеток человеческого организма: какие гены в них активны, где они расположены, с какими соседями взаимодействуют и как меняются в течение жизни. Сейчас в консорциум входят почти 4 000 исследователей из более чем 1 700 организаций и свыше 100 стран.
Human Cell Atlas — это не одна гигантская таблица, а система из 18 биологических атласов, посвящённых лёгким, печени, сердцу, мозгу, иммунной системе, развитию организма и другим тканям и системам.
Исследователи охарактеризовали более 100 миллионов клеток примерно от 10 тысяч людей. Human Cell Atlas опубликовал 450 научных работ, которые были процитированы свыше 100 тысяч раз.
Атласы изменили само представление о клетке. Оказалось, что ткань нельзя описать простым перечнем «нейронов», «макрофагов» или «фибробластов». Один и тот же тип клетки способен существовать во множестве состояний, зависящих от возраста, окружения, сигналов соседних клеток и наличия болезни.
Для понимания работы органов важно знать не только, какие клетки там находятся, но и кто с кем контактирует, кто кому передаёт сигналы и какие клеточные сообщества поддерживают функцию ткани.
Большая часть первых карт была построена с помощью одноклеточного секвенирования. Ткань разделяют на отдельные клетки, а затем определяют, какие гены активны в каждой из них. Это позволяет создать подробный молекулярный «паспорт» клетки, но при разделении ткани теряется важнейшая информация — местоположение клетки.
Мы узнаём, кто находился в органе, но не видим, где именно находилась клетка, кто был её соседом и в какой структуре она работала.
Следующая версия атласа должна показать не только молекулярный профиль клетки, но и её положение в органе. Это позволит картировать клеточные ниши, границы тканей, микрососудистые зоны, иммунные скопления и другие функциональные структуры.
Например, две клетки с почти одинаковым набором активных генов могут выполнять разные задачи, если одна находится рядом с сосудом, а другая — возле повреждённого участка или опухоли. Пространственный контекст может объяснять, почему одни клетки поддерживают восстановление ткани, а другие запускают воспаление или фиброз.
В перспективе атлас должен превратиться из клеточного каталога в трёхмерную карту клеточных взаимодействий.
Третье крупное направлением HCA 2.0 — систематическое включение болезней.
Клетки пациента можно будет сопоставить с эталонным атласом и увидеть: какие клеточные состояния появились только при болезни, какие клетки исчезли, какие взаимодействия между ними нарушились и где возникла патологическая клеточная ниша.
Так что невозможно представить, как
обучить AI решать сложные биологические задачи без полноценного Human Cell Atlas. Ключевой проект.
ЛеМье: Как вы думаете, насколько будет актуально пространственное направление через десять лет?
Хейн: В течение следующих пяти лет основное внимание будет уделено генерации пространственных данных. Появятся крупномасштабные флагманские проекты с использованием пространственных технологий. Однако одноклеточный не исчезнет. Для ссылок, связанных с иммунитетом, разнообразия и некоторых заболеваний вам все еще нужен одноклеточный анализ. Spaceial будет драйвером, хотя и для клинических применений. Пространство - это путь вперед, чтобы действительно взглянуть на клинические когорты и больные ткани в масштабе, а также на цифровые внедрения патологии.
Что меня удивило в интервью, Хольгер Хейн довольно прохладно отозвался о CZI, я думал они вместе