Στις ταινίες επιστημονικής φαντασίας, βλέπουμε συχνά τους χαρακτήρες να μπαίνουν σε μηχανήματα που σαρώνουν τα κύτταρά τους για να ανιχνεύσουν ασθένειες και να τις θεραπεύσουν. Ενώ η έννοια του ρομποτικού γιατρού, προς το παρόν, ανήκει σε δυστοπικές κοινωνίες του μέλλοντος, η επιστήμη εργάζεται προς μια τεχνολογία που θα μπορούσε να βοηθήσει τους επαγγελματίες της υγείας στην πραγματική ζωή να διαγνώσουν ασθένειες νωρίς και με ακρίβεια και να συνταγογραφήσουν εξατομικευμένες και ακριβείς θεραπείες.

Αν και ο στόχος αυτός παραμένει μακρινός, μία σειρά με πάνω από 40 μελέτες που δημοσιεύθηκαν την Τετάρτη (20/11) μας φέρνει πιο κοντά στην κατασκευή ενός τρισδιάστατου άτλαντα όλων των ανθρώπινων κυττάρων – ενός λεπτομερούς και πλήρους ψηφιακού εγχειριδίου του σώματος.

Όπως συμβαίνει με κάθε σημαντικό επιστημονικό εγχείρημα, η ανακοίνωση του Άτλαντα Ανθρωπίνων Κυττάρων (Human Cell Atlas – HCA) το 2016 γέμισε με αισιοδοξία την επιστημονική κοινότητα.

3.600 μέλη από όλο τον κόσμο

O HCA ξεκίνησε ως ένα φιλόδοξο αλλά σχετικά μετριοπαθές έργο, που παρουσιάστηκε στο Λονδίνο από μια ομάδα περίπου εκατό επιστημόνων με επικεφαλής δύο βιολόγους, τον Aviv Regev – εργάζεται στη Genentech – και τη Sarah Teichmann – είναι μέλος στο Cambridge Stem Cell Institute.

Με την πάροδο των ετών, όπως αναφέρει το Live Science, ο HCA επεκτάθηκε και περιλαμβάνει πλέον 3.600 μέλη από όλο τον κόσμο, τα οποία υποστηρίζονται από πάνω από εκατό ιδρύματα. Χωρίζεται σε 18 δίκτυα, καθένα από τα οποία επικεντρώνεται σε ένα συγκεκριμένο όργανο, ιστό ή σύστημα. Οι ερευνητές έχουν ήδη αναλύσει πάνω από 100 εκατομμύρια κύτταρα από περίπου 10.000 άτομα, εξασφαλίζοντας μια ευρεία αντιπροσώπευση της ανθρώπινης ποικιλομορφίας.

Εφαρμόζοντας τεχνικές γονιδιωματικής ακριβείας σε κάθε μεμονωμένο κύτταρο, σε συνδυασμό με ισχυρά εργαλεία βιοπληροφορικής και Τεχνητής Νοημοσύνης (AI), χαρτογραφούν ποια από τα 20.000 γονίδια του ανθρώπινου γονιδιώματος είναι ενεργά σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων.

Διαβασε ακομα

Γιατί κάποιοι άνθρωποι προσφέρονται εθελοντικά να μολυνθούν από θανατηφόρους ιούς

Η κυτταρική ταυτότητα

Η ιδέα είναι να δημιουργηθεί ένα είδος «κυτταρικής ταυτότητας» για κάθε προφίλ, προσδιορίζοντας τις πρωτεΐνες που παράγουν, τον τρόπο λειτουργίας τους και τον τρόπο επικοινωνίας των κυττάρων εντός των ιστών, όλα αποτυπωμένα σε περίπλοκους, περιηγήσιμους χωρικούς χάρτες. Όπως εξηγεί η Teichmann, ο HCA θα είναι «ένα είδος Google Maps της κυτταρικής βιολογίας».

Ο HCA έχει συνεισφέρει περισσότερες από 440 μελέτες και η πύλη δεδομένων του προσφέρει ήδη άτλαντες του νευρικού συστήματος, των πνευμόνων και του ματιού. Αυτοί οι χάρτες θα ενωθούν, κάποια στιγμή, για να σχηματίσουν έναν «πλήρη χάρτη αναφοράς του υγιούς ανθρώπινου σώματος», λέει ο Teichmann.

Ο άτλαντας δεν καλύπτει μόνο τον ενήλικο οργανισμό, αλλά και την ανάπτυξη οργάνων και ιστών από το εμβρυϊκό και παιδιατρικό στάδιο, τα οποία συχνά αποτελούν αιτία παθήσεων.

Αιτίες μίας νόσου και νέα φάρμακα

Οι περισσότερες από 40 μελέτες που δημοσιεύθηκαν την Τετάρτη στο Nature σηματοδοτούν «μια κρίσιμη στιγμή για την κοινότητα του HCA», σύμφωνα με τον Regev.

Αυτή η σημαντική συλλογική προσπάθεια καλύπτει πολλούς τομείς, όπως η ανάπτυξη του πλακούντα, του σκελετού και του νευρικού συστήματος, καθώς και η επίδραση των γενετικών παραλλαγών στις κυτταρικές ασθένειες.

Οι μελέτες διερευνούν επίσης τις επιδράσεις του Covid-19 στους πνεύμονες και τη λειτουργία και τις μεταβολές του πεπτικού συστήματος, μεταξύ άλλων θεμάτων.

Τα ευρήματα αυτά θα ενσωματωθούν στο πρώτο προσχέδιο του Άτλαντα Ανθρωπίνων Κυττάρων, το οποίο πρόκειται να δημοσιευθεί το 2025-26.

Ο συγκεκριμένος άτλαντας θα διατίθεται στο διαδίκτυο με ανοικτή πρόσβαση και θα συνεχίσει να αναπτύσσεται, περιλαμβάνοντας τελικά δισεκατομμύρια κύτταρα από κάθε όργανο και ιστό του ανθρώπινου σώματος, το οποίο αποτελείται από περίπου 36 έως 37 τρισεκατομμύρια κύτταρα.

Σύμφωνα με τον Regev, «το κύριο μελλοντικό – και σημερινό – όφελος είναι η πρόοδος στην ανακάλυψη των αιτιών των ασθενειών και η ανάπτυξη φαρμάκων».

Διαβασε ακομα

Σύντομα τα φάρμακα δεν θα μας πιάνουν. Τι θα γίνει τότε;

Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ήδη καθημερινά τον άτλαντα για τους σκοπούς αυτούς. Όπως εξηγεί ο συνιδρυτής του HCA, οι ερευνητές συγκρίνουν κύτταρα από ασθενείς ιστούς – όπως βιοψίες από όγκους ή ασθενείς με αυτοάνοσες παθήσεις – με υγιή κύτταρα αναφοράς.

Οι διαφορές στη σύνθεση και τη γονιδιακή τους έκφραση προσφέρουν πολύτιμες πληροφορίες για την προέλευση της νόσου και τις πιθανές θεραπείες.

«Στη Genentech, έχουμε μια κλινική δοκιμή για τη φλεγμονώδη νόσο του εντέρου την οποία αναλάβαμε εν μέρει χάρη στην ανάλυση δεδομένων μεγάλης κλίμακας από τον άτλαντα», λέει ο Regev.

Η μελέτη που αναφέρει ο Regev αποτελεί μέρος μιας από τις μελέτες που δημοσιεύθηκαν την Τετάρτη, η οποία προσδιορίζει έναν συγκεκριμένο τύπο κυττάρων που εμπλέκονται σε φλεγμονώδεις νόσους του εντέρου, όπως η ελκώδης κολίτιδα και η νόσος του Crohn.