Атлас характеризует более 40 ранее неизвестных типов клеток, в том числе популяцию иммунных клеток, связь которых с сосудистыми клетками головного мозга способствует кровотечению при геморрагическом инсульте.
В работе, которая расширит изучение таких заболеваний, как инсульт и деменция, исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско каталогизировали все клетки, образующие кровеносные сосуды человеческого мозга, а также их расположение и гены, транскрибированные в каждой из них.Атлас характеризует более 40 ранее неизвестных типов клеток, в том числе популяцию иммунных клеток, связь которых с сосудистыми клетками головного мозга способствует кровотечению при геморрагическом инсульте. На эту разрушительную форму инсульта приходится от 10 до 15 процентов всех инсультов в США, в основном среди молодых людей. Около половины геморрагических инсультов заканчиваются летальным исходом, пишет medicalxpress.com.По словам ученых, полученные результаты послужат основой для новых исследований сосудов головного мозга во всем мире.«Это исследование дает нам карту и список целей для начала разработки новых методов лечения, которые могут изменить то, как мы лечим многие цереброваскулярные заболевания», — сказал Итан Винклер, доктор медицинских наук, нейрохирург и научный сотрудник Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Weill Institute for Neurosciences и один из ведущих авторов исследования, опубликованного в выпуске журнала Science от 27 января.
Клубки в сосудах головного мозга
Команда, возглавляемая Адибом Абла, доктором медицины, адъюнкт-профессором неврологической хирургии, и Даниэлем Лимом, доктором медицины, доктором философии, профессором неврологической хирургии, оба являются членами Института неврологии UCSF Weill, вместе с Томашем Новаковски, доктором философии. проанализировали клетки в артериовенозных мальформациях, или АВМ, сплетениях плохо сформированных артерий в головном мозге, которые часто являются источником геморрагического инсульта. Они сравнили АВМ с образцами нормальной сосудистой сети головного мозга пяти добровольцев, которые уже перенесли операцию на головном мозге по поводу эпилепсии. UCSF, занимающий первое место в нейрохирургии по версии US News, является ведущим национальным центром хирургии и лечения АВМ головного мозга.Некоторые из 44 образцов ткани АВМ, полученные во время деликатных операций, проведенных Абла, заведующим отделением неврологической хирургии, были удалены из головного мозга пациента в неповрежденном состоянии, а другие образцы были удалены только после того, как они начали кровоточить. Три разновидности ткани — нормальные интактные АВМ и АВМ с кровотечением — позволили исследователям получить более полную картину различий между тем, как клетки функционируют в норме и при различных состояниях болезни.В сотрудничестве с Цереброваскулярным исследовательским центром команда использовала секвенирование мРНК одной клетки на более чем 180 000 клеток, чтобы определить, какие гены экспрессируются в разных образцах, и сопоставить экспрессию генов с местоположением клетки. Чанг Ким, аспирант биоинформатики Калифорнийского университета в Сан-Франциско и соавтор исследования, затем разработал компьютерный анализ, который сравнил экспрессию генов в нормальных и больных клетках.
Сюрприз для иммунных клеток
Результаты выявили не только множество новых типов клеток, но и популяцию иммунных клеток, которые взаимодействуют с гладкомышечными клетками в пораженных артериях и ослабляют их, что приводит к инсульту. Ученые подозревают, что иммунная система активируется такими пороками развития, как АВМ. Но Новаковски сказал: «Без этого исследования мы не смогли бы точно определить эту очень специфическую популяцию клеток в крови, которая может быть ключевым фактором прогрессирования заболевания».Он добавил, что выявление этих специфических иммунных клеток полностью меняет то, как исследователи могут думать о лечении такого рода сосудистых заболеваний. Если клетки циркулируют в крови, можно снизить риск инсульта, модулируя иммунную систему.«Это открывает огромный терапевтический потенциал», — сказал Новаковски.Этот потенциал выходит за рамки инсульта. Карта может помочь исследовать любое сосудисто-нервное заболевание, в том числе одно из самых распространенных: деменцию.«Многие формы деменции, в том числе болезнь Альцгеймера, по-видимому, имеют сосудистую основу», — сказал Лим. «Нам нужен такой атлас, чтобы лучше понять, как изменения в сосудистой сети могут способствовать потере познания и памяти».«Эта работа была действительно прекрасным результатом сотрудничества ученых-хирургов и молекулярных биологов в месте с невероятным доступом к клиническим образцам», — сказал Лим. «Это то, что делает Институт неврологии Вейля в Калифорнийском университете в Сан-Франциско таким особенным».Хотя многие учреждения не имеют доступа ко всем этим критически важным ресурсам, у них будет доступ к набору данных из этого исследования, добавил Лим. Новаковски считает, что эта информация позволит исследователям по всему миру проводить гораздо менее дорогостоящие анализы на большом количестве пациентов, что является единственным способом получить более полную картину того, как действуют сосудистые заболевания.«Понимание цереброваскулярных заболеваний на клеточном и молекулярном уровне направит работу многих исследователей в новые направления», — сказал Лим.
«Периодическая таблица» для клеток
Исследование команды вносит свой вклад в Атлас клеток человека, международную попытку создать справочные карты клеток для всего тела.Новаковски называет эти атласы « периодической таблицей типов клеток». Точно так же, как химическая таблица Менделеева объединяет элементы в структуру, которая позволяет химикам проводить отношения между ними в зависимости от того, где они появляются в таблице, атласы клеток человека показывают расположение клеток в организме и результирующие взаимодействия между ними.Хотя во всем мире ведется большая работа по созданию таких атласов для различных органов и тканей, многие из них отображают только географическое расположение клеток. Сравнение нормальных и аномальных клеток в этом исследовании выводит его на более высокий уровень, предоставляя чрезвычайно точные рекомендации для разработки лекарств.«Наше исследование действительно демонстрирует, как можно использовать клеточный атлас», — сказал Новаковски. «Используя нашу «периодическую таблицу» в качестве ориентира, мы можем начать спрашивать, какие клетки могут пойти не так при заболевании, и очень точно нацелить эти клетки для терапии».
Добавьте новости «Курьер.Среда» в избранное ⭐ – и Google будет показывать их выше остальных.