Στέλιος Βασιλούδης
Ο Άτλας των Ανθρώπινων Κυττάρων (HCA) ήδη επιτρέπει ασφαλέστερες κυήσεις και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι θα τους βοηθήσει να κατανοήσουν πολλές άλλες παθολογικές καταστάσεις.
Ο πλακούντας παρέχει οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά στο αναπτυσσόμενο έμβρυο, απομακρύνει τα απόβλητα προϊόντα αποδόμησης καθώς συσσωρεύονται στο αίμα του και προστατεύει τη ζωή του εμβρύου. Ωστόσο, το προσωρινό αυτο όργανο που αγαπά το αγέννητο, είναι ένα παζλ. Μεταφέρει το DNA του νεοσχηματισμένου παιδιού, αλλά καταφέρνει να ξεφύγει από τις ανοσολογικές αποκρίσεις της γενετικά ξεχωριστής μητέρας του.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο πλακούντας επιβιώνει και λειτουργεί είναι κρίσιμης σημασίας για τη διασφάλιση της υγιούς και βιώσιμης εγκυμοσύνης – και χάρη σε ένα αξιοσημείωτο παγκόσμιο project, τον Άτλαντα Ανθρώπινων Κυττάρων, οι ερευνητές ανακαλύπτουν τώρα τα μυστικά της συμπεριφοράς του.
Αυτό το επίτευγμα θα μπορούσε να έχει κρίσιμες συνέπειες. Όταν προβλήματα επηρεάζουν τον πλακούντα, μπορεί να συμβούν καταστάσεις όπως προεκλαμψία ή ακόμα και αποβολές. Η κατανόηση των μηχανισμών της λειτουργίας του θα πρέπει να βοηθήσει τους γιατρούς να αντιμετωπίσουν αυτές τις καταστάσεις. Όμως αυτή δεν είναι η μόνη επιτυχία του project Atlas, το οποίο ξεκίνησε το 2016 από επιστήμονες με έδρα τη Βρετανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες – μια συνεργασία που έκτοτε επεκτάθηκε ραγδαία και τώρα περιλαμβάνει αρκετές χιλιάδες ερευνητές από ιδρύματα σε όλο τον κόσμο.
Εκτός από τους θριάμβους που σχετιζονται με τον πλακούντα, αυτές οι ομάδες αποκαλύπτουν επίσης κυτταρικά μυστικά του ανοσοποιητικού συστήματος καθώς και του εγκεφάλου, των πνευμόνων και άλλων οργάνων. Στην πορεία, οι επιστήμονες ανακάλυψαν χιλιάδες νέους τύπους κυττάρων, τη θεμελιώδη μονάδα της ζωής, στους ανθρώπους.
«Υπάρχουν περίπου 37, 2 τρισεκατομμύρια κύτταρα σε έναν μέσο ενήλικα άνθρωπο και αυτά υφίστανται σε πολλούς διαφορετικούς τύπους», λεει ο Aviv Regev του αμερικανικού κολοσσού βιοτεχνολογίας Genentech και ένας από τους ιδρυτές του project HCA. «Γνωρίζαμε αρκετές εκατοντάδες τύπους όταν ξεκινήσαμε το project Atlas, αλλά από τότε, αυτός ο αριθμος πολλαπλασιάστηκε και το σύνολο αυξάνεται συνεχώς. Τώρα γνωρίζουμε χιλιάδες διαφορετικούς τύπους κυττάρων στον άνθρωπο», προσθέτει.
Στο παρελθόν, οι επιστήμονες χρησιμοποιούσαν μικροσκοπικές παρατηρήσεις ιστών για να αναγνωρίσουν διαφορετικούς τύπους κυττάρων. Αυτή η διαδικασία λειτουργεί για τα πιο κοινά κύτταρα. Ωστόσο, μερικά είναι σπάνια και παραβλέπονται εύκολα, αν και μπορεί να είναι καθοριστικά για τη διασφάλιση της καλής λειτουργίας των οργάνων στο σώμα.
Για να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα, οι επιστήμονες στράφηκαν στη γονιδιωματική και την προηγμένη υπολογιστική τεχνολογία για να εντοπίσουν μεμονωμένα κύτταρα από τις γενετικές τους υπογραφές. «Το ονομάζουμε επανάσταση της επίλυσης», λεει το άλλο ιδρυτικό μέλος του project, η Sarah Teichmann, η οποία εργάζεται στο Wellcome Sanger Institute του Cambridgeshire.
«Χάρη στην ανάπτυξη της γονιδιωματικής ενός κυττάρου, μπορούμε να προσδιορίσουμε την αλληλουχία κάθε μεμονωμένου κυττάρου σε ένα δείγμα ιστού. Έχει κυριολεκτικά μεταμορφώσει την ικανότητά μας να μελετάμε την κυτταρική σύνθεση του ανθρώπινου σώματος», δηλώνει η ίδια. Στα πρώτα έξι χρόνια της ύπαρξής του, ερευνητές που εργάζονταν για το HCA ανέλυσαν και χαρακτήρισαν συνολικά 117,8 εκατομμύρια κύτταρα, από 174.600 δείγματα, 9.551 ατόμων. Εκατοντάδες νέοι τύποι κυττάρων έχουν αποκαλυφθεί με αυτόν τον τρόπο, με τις ανακαλύψεις στον πλακούντα να βρίσκονται στην πρωτοπορία αυτής της έρευνας.
«Το έμβρυο δημιουργεί τον πλακούντα που το περιβάλλει και το προστατεύει και δημιουργεί επικοινωνία μεταξύ του εαυτού του και της μήτρας της μητέρας του στην οποία αναπτύσσεται», τονιζει ο κυτταρικός γενετιστής Roser Vento-Tormo, ο οποίος είναι επίσης στο Ινστιτούτο Wellcome Sanger.
Οι επιστήμονες γνώριζαν ότι τα κύτταρα που ονομάζονται τροφοβλάστες αφήνουν τον πλακούντα για να μεταναστεύσουν στη μήτρα της μητέρας κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης. Εκεί πραγματοποιούν μια διακυτταρική συνομιλία που πείθει το ανοσοποιητικό σύστημα της μητέρας να ανεχθεί το έμβρυο να μεγαλώνει μέσα της. Όμως, η ακριβής φύση αυτής της ανταλλαγής διέφευγε από τις προσπάθειες αποκωδικοποίησής της. Έτσι, οι ερευνητές του HCA στράφηκαν στις τεχνικές της μονοκυτταρικής γονιδιωματικής και τις χρησιμοποίησαν για να αναλύσουν περισσότερα από 70.000 μεμονωμένα κύτταρα που ελήφθησαν από το πρώτο τρίμηνο της εγκυμοσύνης. Αυτό αποκάλυψε τον τρόπο με τον οποιο αυτά τα κύτταρα αλληλεπιδρούσαν μεταξύ τους και τον μηχανισμό που χρησιμοποιούν οι τροφοβλάστες για να εισβάλλουν στο επιθήλιο της μήτρας και που προκαλούν τις αλλαγές της δομής του ιστού της, δημιουργώντας την παροχή αίματος για το αναπτυσσόμενο έμβρυο.
«Αυτό που ανακαλύψαμε είναι τα μηνύματα που δίνουν αυτά τα κύτταρα στα μητρικά τους κύτταρα προκειμένου το έμβρυο και ο πλακούντας να κατοικούν ειρηνικά μέσα στη μητέρα», προσθετει ο Vento-Tormo. Η σημασία αυτής της εργασίας τονίστηκε επίσης από την Teichmann. «Αυτή η πρώτη επιτυχία του Άτλαντα Ανθρωπίνων Κυττάρων της πρώιμης εγκυμοσύνης, πρόκειται να αλλάξει την κατανόησή μας για την υγιή ανάπτυξη. Θα ρίξει επίσης φως στις διαταραχές της εγκυμοσύνης», συμπληρώνει.
Άλλες ανακαλύψεις που έγιναν από ερευνητές του HCA περιλαμβάνουν τον εντοπισμό ενός νέου τύπου κυττάρου στον πνεύμονα. Αυτό το κύτταρο φέρει έναν υποδοχέα που, όταν λείπει, παίζει βασικό ρόλο στην πρόκληση της κυστικής ίνωσης, μιας από τις πιο κοινές κληρονομικές ασθένειες που απειλούν τη ζωή στη Δύση.
«Μέχρι τότε, δεν γνωρίζαμε ότι υπήρχε αυτός ο τύπος κυττάρου», λεει ο Regev. «Ήμασταν εντελώς τυφλοί σε αυτό και πιστεύαμε ότι εμπλέκεται ένας διαφορετικός τύπος κυττάρων. Η γνώση του σωστού κυττάρου είναι (φυσικά) ζωτικής σημασίας. Σημαίνει ότι μπορούμε να στοχεύσουμε θεραπείες με ακρίβεια και αποτελεσματικότητα. Επομένως, αυτή ήταν επίσης μια πολύ σημαντική ανακάλυψη».
Ένα άλλο παράδειγμα των δυνατοτήτων της έρευνας HCA παρέχεται από επιστήμονες που εργάζονταν στις αρχές του 2020 κατά τις πρώτες εβδομάδες της πανδημίας του Covid. Χρησιμοποίησαν μονοκυτταρική γονιδιωματικη για να αποκαλύψουν δύο σετ κυττάρων – γνωστά ως κυπελλοειδή και βλεφαριδωτά κύτταρα – στη μύτη. Διαπιστώθηκε ότι έχουν υψηλά επίπεδα πρωτεϊνών που χρησιμοποιεί ο ιός Covid για να εισέλθει στο σώμα μας. Η αναγνώριση αυτών των κυττάρων βοήθησε να εξηγηθεί το υψηλό ποσοστό μετάδοσης του Covid, σε μια κρίσιμη στιγμή. «Η γνώση των ακριβών τύπων κυττάρων που είναι σημαντικοί για τη μετάδοση του ιού παρέχει τη βάση για την ανάπτυξη πιθανών θεραπειών για τη μείωση της εξάπλωσης του ιού και αποδεικνύει επίσης τις τεράστιες δυνατότητες της έρευνας HCA», καταλήγει η Teichmann.
Πηγή: The Guardian
