Biomolekylär benmärgsatlas ger unika insikter i hematopoiesis
Senast recenserade: 14.06.2024
Allt iLive-innehåll är mediekontrollerat eller faktiskt kontrollerat för att säkerställa så mycket faktuell noggrannhet som möjligt.
Vi har strikta sourcing riktlinjer och endast länk till välrenommerade media webbplatser, akademiska forskningsinstitut och, när det är möjligt, medicinsk peer granskad studier. Observera att siffrorna inom parentes ([1], [2] etc.) är klickbara länkar till dessa studier.
Om du anser att något av vårt innehåll är felaktigt, omodernt eller på annat sätt tveksamt, välj det och tryck på Ctrl + Enter.
Forskare från Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) och Perelman School of Medicine vid University of Pennsylvania har skapat en kraftfull ny benmärgsatlas som kommer att ge allmänheten ett första i sitt slag visuellt pass till spektrum av frisk och sjuk hematopoiesis. Resultaten publicerades i tidningen Cell.
"För första gången kommer vi att ha ett omfattande ramverk för att se det fullständiga genuttrycket och den rumsliga organisationen av benmärgsceller", säger senior studieförfattare Kai Tang, Ph.D., professor vid avdelningen i pediatrik och forskare vid Centrum för barncancerforskning vid CHOP. "Även om vår artikel är grundläggande, föreställer vi oss att atlasen kommer att användas för att utveckla nya diagnostiska tester, identifiera nya mål för CAR-T-terapi och andra terapeutiska tillvägagångssätt och upptäcka rumsliga biomarkörer för sjukdom."
Även om initiativet leddes av CHOP och Penn, är forskningen också en del av det bredare Human BioMolecular Atlas Program (HuBMAP). HuBMAP-konsortiet består av 42 olika forskargrupper från universitet i 14 stater och fyra länder. Forskare samarbetar för att skapa nästa generations molekylära analystekniker och beräkningsverktyg som kommer att skapa grundläggande vävnadskartor och en atlas över funktioner och relationer mellan celler i människokroppen.
"Forskning av den här omfattningen är bara möjlig genom en enorm laginsats", säger Showik Bandyopadhyay, Ph.D., huvudförfattare till studien och en läkare som forskarutbildning i Tans labb. "Genom samarbetet mellan flera institutioner och vetenskapliga konsortier har vi kunnat få grundläggande insikt i människokroppens mikroskopiska byggstenar."
Forskare har länge teoretiserat att även om majoriteten av benmärgen består av blodkroppar, kan en liten andel av icke-blodceller spela en viktig roll vid benmärgssjukdomar i barndomen och vuxna som leukemi, myeloproliferativa sjukdomar eller benmärg misslyckande syndrom. Men före denna studie hade sådan forskning varit svår på grund av tekniska problem i samband med dessa cellers sällsynthet och bräcklighet.
Det här dokumentet är det första som övervinner dessa begränsningar och på ett omfattande sätt profilerar vuxen mänsklig benmärg med encellig RNA-sekvensering. Den här tekniken kan fånga fullständiga genprofiler för tiotusentals individuella celler, och avslöja hela sammansättningen av celltyper som utgör ett organ.
Källa: Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.013
I studien fokuserade forskare på benmärg, som reglerar viktiga processer i blodcellsutveckling och immunitet. De identifierade minst nio subtyper av icke-hematopoetiska celler, inklusive stromaceller, benceller och endotelceller (blod), av vilka minst tre inte hade beskrivits tidigare och som producerade viktiga stödjande faktorer. Forskarna har skapat ett uppslagsverk över dessa sällsynta icke-blodceller som producerar faktorer som anses vara viktiga i human hematopoiesis, vilket kommer att hjälpa till att bättre förstå vilken cellulär kommunikation framtida forskning bör fokusera på.
Deras resultat belyser teknologins allt viktigare roll i dagens biomolekylära forskning. Författarna skapade en rumslig atlas av benmärg som omfattar cirka 800 000 celler med hjälp av en sofistikerad ny teknik som kallas CODEX kombinerat med maskininlärning. Detta tillvägagångssätt, i kombination med noggrann manuell anteckning av tusentals celler och strukturer, gjorde det möjligt för dem att fastställa att frisk benmärg har en mycket tydlig rumslig organisation, och fettceller är närmare associerade med hematopoetiska celler än vad man tidigare trott.
"Vi har precis börjat inse vad som är möjligt," sa Tan. "Framtida forskning kan bygga vidare på vårt arbete genom att påskynda benmärgsforskningen med hopp om att dessa digitala vägar en dag kommer att leda till medicinska genombrott i behandlingen av akut leukemi och andra benmärgssjukdomar."
Ling Qing, Ph.D., en annan senior författare till denna studie och professor i ortopedisk kirurgi vid Perelman School of Medicine, håller med och tror att denna studie kommer att ge långsiktiga resultat.
"När de appliceras på prover från leukemipatienter, upptäcker dessa tekniker expansion av mesenkymala celler, en typ av sällsynta icke-blodceller, på platsen för cancerceller i benmärgen," sa Qing. "Detta pekar på en möjlig ny riktning för framtida sjukdomsbehandling."