Sekret ludzkiego mózgu. Naukowcy przeanalizowali miliony komórek

Mózg tworzą dziesiątki miliardów neuronów, a do zrozumienia jego budowy i działania konieczna jest lista różnych typów tych komórek. Specjaliści mieli jednak problemy z jej standaryzacją. Teraz jednak nastąpił przełom. Naukowcy opracowali nowy atlas komórek mózgowych. Ma on pomóc w określaniu typów komórek, by lepiej wyznaczyć cele leczenia chorób mózgu. O przełomowym dokonaniu informują branżowe pisma „Nature” i „Science”.

Zdjęcie autorstwa Anna Shvets z Pexels

Ponad 400 naukowców opublikowało najbardziej obszerny jak dotąd spis: analizę milionów komórek ludzi, marmozet i myszy pobranych z obszaru mózgu zaangażowanego w koordynację ruchu. Wyniki, opisane w tym tygodniu w 17 artykułach na łamach „Nature” (a podsumowane w „Science”), zestawiają cechy genetyczne komórek, ich kształty, lokalizację i wzorce aktywności elektrycznej. Dzięki temu udało się zidentyfikować w ludzkim mózgu ponad 100 typów komórek.

Zdaniem autorów taki katalog może pomóc naukowcom określić typy komórek dotkniętych chorobami mózgu, zidentyfikować odpowiadające im komórki w modelach zwierzęcych i lepiej ukierunkować leczenie.

Co odkryli naukowcy

Jens Hjerling-Leffler, neurolog z Instytutu Karolinska, który nie był zaangażowany w projekt, porównuje znaczenie atlasu komórek dla neuronauki do kamienia z Rosetty, który pozwolił odczytać hieroglificzne teksty starożytnych Egipcjan.

Kategorie opisujące komórki mózgowe tworzono przez dziesięciolecia w oparciu o różnice w lokalizacji, kształcie i funkcji komórek. Jednak komórki nie zawsze pasowały do takich arbitralnych podziałów.

National Institutes of Health’s BRAIN Initiative Cell Census Network (BICCN), program o wartości 250 milionów dolarów rozpoczęty w 2017 r. ma być bardziej dopasowany do rzeczywistych właściwości neuronów. Wiele badań, które wspiera, wykorzystuje sekwencjonowanie genomowe do określenia typów komórek. Ale samo sekwencjonowanie to nie wszystko - trzeba także wiedzieć, gdzie dane komórki się znajdują, z jakimi innymi komórkami sąsiadują, w jakie wchodzą w interakcje.

Wiemy, jak wiele nie wiemy o ludzkim mózgu

Aby skutecznie zebrać takie informacje, współpracownicy BICCN uzgodnili, że skupią się na jednym regionie: pasie tkanki w górnej części mózgu, zwanym pierwotną korą ruchową, która koordynuje ruchy mięśni. W przypadku kory ruchowej człowieka pojawiło się 127 takich typów.

Jak podkreśla Hongkui Zeng, badacz BICCN i dyrektor Instytutu Nauki o Mózgu im. Allena, dokładna liczba typów zależy od kryteriów stosowanych do grupowania komórek. Jak mówi, ważniejsza jest hierarchia typów komórek, które się pojawiły, z kilkoma podstawowymi typami komórek na górze i bardziej zniuansowanymi podziałami w niższych gałęziach. Komórki w tej samej klasie najwyższego poziomu wydają się być podobne w różnych typach pomiarów – i we wszystkich trzech badanych gatunkach. W dalszej części różnice między typami komórek stają się znacznie bardziej rozmyte.

Mina Ryten, genetyk kliniczny z University College London (UCL) uważa, że nowy spis może ukształtować sposób, w jaki naukowcy modelują choroby mózgu.

Dane z BICCN mogą pomóc naukowcom określić, które typy ludzkich komórek są najbardziej dotknięte określonymi mutacjami. Dane dotyczące myszy i marmozet mogą pomóc zidentyfikować i zbadać porównywalne typy komórek u zwierząt laboratoryjnych. Naukowcy mają nadzieję, że rezultatem będą odkrycia, które lepiej przełożą się na ludzi. 

Wyleczyliśmy wiele chorób u myszy. Kiedy próbujemy modelować chorobę za pomocą gryzoni, zawsze jest pytanie: czy naprawdę podsumowujemy zmiany obserwowane u ludzi?.
- mówi Michelle Gray, neurobiolog z University of Alabama w Birmingham.

Po utworzeniu częściowej listy części naukowcy nadal muszą zbadać, jak zachowują się i oddziałują typy komórek w funkcjonującym mózgu

Będziemy musieli dowiedzieć się, czym są te wszystkie typy komórek i spróbować dowiedzieć się, jak wszystkie ze sobą współpracują. To będzie trudne, ale dzięki nowemu spisowi komórek wchodzimy w ten etap, na którym wiemy, jak wiele nie wiemy – i to jest postęp.
- mówi neurobiolog z UCL, Kenneth Harris.

 

Źródło: niezależna.pl, PAP

MaŁu
Wczytuję ocenę...
Wczytuję komentarze...



Zobacz więcej
Niezależna TOP 10
Wideo