Первый атлас легких показывает клеточное сходство между ковидом и раком

Объединяя данные почти 40 исследований, первый интегрированный атлас отдельных клеток легких выявляет редкие типы клеток и выделяет различия клеток между здоровыми людьми. Кроме того, исследование обнаружило общие состояния клеток между фиброзом легких, раком и Covid-19, предлагая новые способы понимания болезни легких, которые могут помочь определить новые терапевтические мишени.

Исследование является частью глобальной инициативы Атлас клеток человека (HCA), цель которого состоит в том, чтобы составить карту всех типов клеток в организме человека, чтобы изменить наше понимание здоровья, инфекций и болезней.

Этот атлас охватывает более 2,4 миллиона клеток от 486 человек и предлагает новые взгляды на биологию легких, которые раньше были невозможны.

По словам Мальте Люкен, ведущего автора статьи и руководителя группы в Институте вычислительной биологии и Институте Здоровье легких и иммунитет Helmholtz из Мюнхена (Германия): «Для полного атласа органов требуется множество наборов данных, чтобы отразить разнообразие между клетками и отдельными людьми, но объединение разных наборов данных — огромная проблема. Мы разработали процесс сравнительного анализа, чтобы найти оптимальный метод интеграции всех наборов данных в атлас с использованием искусственного интеллекта, и успешно объединили идеи и данные почти 40 предыдущих исследований легких».

«Мы создали первый справочный атлас легких человека, который включает данные более чем 100 здоровых людей и показывает, как клетки у людей меняются в зависимости от возраста, пола и истории курения», — говорит он. Фабиан Тайсглавный автор статьи и директор Институт вычислительной биологии им. Гельмгольца в Мюнхене. «Большое количество клеток и людей, вовлеченных сейчас, позволяет увидеть необычные типы клеток и идентифицировать новые состояния клеток, которые не были описаны ранее», — добавляет она.

Хотя ядро Атлас клеток легких человека Состоя из данных о здоровых легких, команда также взяла наборы данных о более чем 10 различных заболеваниях легких и спроецировала их на данные о здоровых легких, чтобы понять болезненные состояния.

Команда обнаружила, что различные заболевания легких имеют общие иммунные клеточные состояния, в том числе обнаружение того, что подгруппа макрофагов (тип иммунных клеток) имеет схожую генную активность при легочном фиброзе, раке и Covid-19. Общие состояния указывают на то, что эти клетки могут играть одинаковую роль в рубцевании легких при всех трех заболеваниях, и указывают на потенциальные терапевтические мишени.

Профессор Мартин Навийн, ведущий автор статьи и профессор Медицинский центр Гронингенского университета (Нидерланды) подчеркивает, что «это первая попытка сравнить здоровые и больные легкие в комплексном исследовании. Наше исследование не только подтверждает наличие легочного фиброза при Covid-19, но и позволяет нам выявить и определить общее клеточное состояние у пациентов с легочным фиброзом, Covid-19 и раком легких».

«Обнаружение этих общих клеток, связанных с болезнью, действительно интересно и раскрывает совершенно другой взгляд на болезни легких, открывая возможности для новых целей лечения и разработки биомаркеров ответа на лечение. Наши результаты также показывают, что методы лечения, которые работают при одном заболевании, могут помочь облегчить другие», — отмечает он.

Атлас клеток легких человека, первый крупный орган, интегрированный в инициативу Атлас клеток человекаобщедоступен для исследователей во всем мире как центральный ресурс для изучения легких в норме и при патологии.

По словам Александра Мишарина, ведущего автора статьи, доцента факультета Медицина Файнберга из Северо-Западного университета (США): «Атлас клеток легких человека — огромный ресурс для научного и медицинского сообщества. Делая его доступным для исследователей, новые данные о заболеваниях могут быть включены в HLCA, преобразуя биологию легких и исследования заболеваний. Будучи первым всеобъемлющим справочным атласом крупного органа, HLCA также представляет собой веху на пути к достижению Атлас клеток человека это изменит наше понимание биологии и болезней и заложит основу для новой эры здравоохранения».