1,6 Milyon Bağırsak Hücresinin Haritalanması ile Hastalıklara Yeni Tedavi Yolları Bulunuyor

Şimdiye kadar oluşturulmuş en kapsamlı insan bağırsak hücresi haritası, 1,6 milyon hücreden elde edilen mekansal ve tek hücre verilerinin birleştirilmesiyle oluşturuldu.

Bağırsak hücrelerinin haritalanması, bağırsak kanseri ve İnflamatuar Bağırsak Hastalığı (İBH) gibi durumlarda neler olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir. Wellcome Sanger Enstitüsü ve işbirlikçilerinin yaptığı bu atlas çalışması, belirli bir bağırsak hücresinin yeni bir rolünü ortaya koyarak, bazı bireylerde iltihap döngüsüne katkıda bulunduğunu vurguladı; bu durum, ağrı ve rahatsızlık hissine yol açabilir.

Bugün (20 Kasım) Nature dergisinde yayınlanan çalışmada, ekip, insan gastrointestinal (GI) sistemine ait 25’in üzerinde tek hücre verisini birleştirerek dünyanın en büyük serbest erişime açık bağırsak hücresi kaynağını oluşturdu. Bu kaynak, hem sağlık koşulları olan bireylerden hem de sağlıklı bireylerden alınan örnekleri içermektedir.

İnsan bağırsak sisteminin sağlıklı ve hastalıklı hâlini daha tam olarak anlamak, araştırmacıların ülseratif kolit ve Crohn hastalığı gibi durumların başlama noktasında yer alabilecek önemli değişiklikleri veya farklılıkları tanımlamasını sağlıyor. Bu bilgiler, yeni ilaç hedefleri geliştirilmesine yol açabilir.

Bu çalışma, insan vücudunu anlama yolunda önemli bir kilometre taşı oluşturan 40’tan fazla HCA yayınının bir parçasıdır. Bu tamamlayıcı çalışmalar, insan gelişimi, sağlık ve hastalık biyolojisinin merkezi yönleri hakkında ışık tutmuş ve hayati analitik araçların ve teknolojilerin geliştirilmesine yol açmıştır; tüm bu unsurlar İnsan Hücre Atlası’nın oluşturulmasına katkıda bulunacaktır.

GI sistemi, sindirim sistemine dahil olan ve besinlerden besin maddelerini emmek için birlikte çalışan bir organ grubunun genel adıdır. Ağızdan başlayarak boğaz, özofagus, mide, ince bağırsak, kalın bağırsak, rektum ve anüsü içermektedir.

GI sistemi rahatsızlıkları dünya genelinde milyonlarca insanın hayatını etkilemektedir. Örneğin, ülseratif kolit ve Crohn hastalığı, dünya genelinde yedi milyondan fazla insanı etkilemekte olup, Birleşik Krallık’ta her 123 kişiden biri İBH ile yaşamaktadır. İBH belirtileri bireyler arasında değişebilir ve kişilerin yaşam kalitesini büyük ölçüde etkileyebilir. Bu belirtiler arasında karın ağrısı, ishal, rektal kanama, aşırı yorgunluk ve eklem problemleri bulunmaktadır.

Bağırsak kanseri, ayrıca kolorektal kanser olarak da bilinir, büyük bağırsakta başlar ve Birleşik Krallık’ta en yaygın dördüncü kanserdir; her yıl neredeyse 43.000 kişi teşhis edilmektedir. Küresel ölçekte ise yaklaşık iki milyon vaka bulunmaktadır ve erkeklerin 17’te biri, kadınların ise 20’de biri hayatları boyunca bağırsak kanserine yakalanma riski taşımaktadır.

Bu koşulların etkisi nedeniyle, sağlık ve hastalıkta GI sisteminin hücresel yapısını araştıran birçok tek hücre çalışması yapılmıştır. Ancak bu çalışmaların ayrı süreçleri ve etiketleme sistemleri, dış araştırmacıların bu verileri kullanmasını zorlaştırabilir.

Bu son çalışmada, Wellcome Sanger Enstitüsü ve işbirlikçi ekip, bu verileri harmonize eden yeni bir araç geliştirdi. Böylece dünya genelindeki araştırmacıların erişebileceği standart bir bağırsak hücresi kaynağı oluşturuldu. Bu araç, diğer organlara da uygulanabilir ve gelecekteki çalışmaları kolaylaştırabilir.

Ekip, 25 veri setini birleştirerek tek hücre ve mekansal verileri içeren 1,6 milyon hücrelik bir atlas oluşturdu. Bu atlas, hangi hücrelerin var olduğunu, nerede bulunduğunu ve çevresi ile nasıl iletişim kurduğunu görmeyi sağlıyor. Atlas, GI sorunları olmayan bireylerden olduğu kadar, gastrik ve kolorektal kanserler, çölyak hastalığı, ülseratif kolit ve Crohn hastalığı olanlardan alınan doku örnekleriyle oluşturuldu.

Ekip ayrıca iltihapta rol oynayabilecek bir bağırsak hücresi türü tanımladı. Metaplazik bağırsak hücreleri olarak bilinen bu hücreler, mide duvarının iyileşmesinde rol oynamasıyla bilinmektedir. Ancak ekip, bu hücrelerin iltihapla ilişkili diğer GI hücreleriyle genetik benzerlikler taşıdığını keşfetti. İltihaplanmanın İBH’de bu metaplazik hücrelerde değişikliklere yol açtığını ve bunun da daha fazla iltihaplanıcı yanıtları aktif şekilde etkilediğini öne sürdüler.

Bu iltihap döngüsü hakkında daha fazla bilgi edinerek, İBH’de bunu önleme veya tedavi etme yollarının bulunabileceği umulmaktadır; ayrıca bu bilginin diğer dokular ve hastalıklar üzerine de uygulanabileceği düşünülmektedir.

Bağırsak Hücre Atlası serbest erişime açıktır ve ekip, gelecekteki çalışmaların eklenmesini sağlamak için yeni süreçler geliştirmiştir. Böylece, bilim insanları için evrilen ve erişilebilir bir kaynak oluşturulmuştur.

Wellcome Sanger Enstitüsü’nden birinci yazar Dr. Amanda Oliver, “Mekansal ve tek hücre verileri, bağırsak hücrelerinin nasıl etkileşimde bulunduğu konusunda benzersiz bilgiler sunar. Bu bilgileri kullanarak insan vücudunun nasıl çalıştığına dair derinlemesine bir anlayış oluşturmaya devam edebiliriz. Mevcut tek hücre veri setlerini birleştirmek, insan bağırsaklarının daha kapsamlı bir resmini sunmamıza olanak tanıyor ve araştırmacıların birlikte çalışarak insan sağlığına fayda sağlayacak şekilde ilerlemelerini sağlıyor” dedi.

Wellcome Sanger Enstitüsü’nde önceki faaliyetleri ile Ensocell Therapeutics’te bulunan ortak kıdemli yazar Dr. Rasa Elmentaite ise, “Entegre atlas bu kadar büyük veri setlerine sahip olduğundan, bağırsak koşulları olan ve olmayan bireylerden elde edilen sonuçlarla, bazı kronik koşullarda rol oynayabilecek patojenik bir hücre tipini keşfedebildik. Bu durum, araştırmada entegre tek hücre atlaslarının gücünü göstermekte ve bu yaklaşımın diğer dokular ve organlar için yeni tedavi keşiflerini tetikleyeceğinden eminim” dedi.

İnsan Hücre Atlası’nın kurucu ortaklarından olan Cambridge Üniversitesi Kök Hücre Enstitüsü’nde görevine devam eden ortak kıdemli yazar Profesör Sarah Teichmann ise, “İnsan Hücre Atlası aracılığıyla hücrelerin ayrıntılı bir anlayışı, insan sağlığı ve hastalığı ile ilgili birçok yönü açıklamaya yardımcı olacak ve muhtemelen yeni tedavi yollarını aydınlatacaktır. Bu harmonize edilmiş Bağırsak Hücre Atlası, dünya çapında bilim insanları ile açık işbirliği sayesinde nelerin başarıyla gerçekleştirilebileceğini göstermektedir. Elde edilen bu kaynak, her türlü araştırma için kullanılabilir ve hastalıkları anlama ve tedavi etme yollarının keşfine katkı sağlar” diye belirtti.

Bu yazı sciencedaily.com/ sitesinde yayınlanmıştır.