מדענים מיפו תאי פיגום מוערכים בעור, המכונה פיברובלסטים. הם מראים לראשונה כיצד פיברובלסטים משתנים 'סוררים' במחלות רבות ושונות המשפיעות על איברים מרובים – מאקנה ופסוריאזיס, ועד דלקת מפרקים שגרונית ומחלות מעי דלקתיות.
חוקרים במכון Wellcome Sanger, האוניברסיטאות של קיימברידג 'וניוקאסל, ומשתפי הפעולה שלהם שילבו רצף תאי יחיד ומערכי נתונים של גנומיקה מרחבית עם למידת מכונה כדי לזהות שמונה סוגים שונים של פיברובלסטים. הם מראים כיצד הפיברובלסטים יוצרים 'שכונות רקמות' מובחנות בעור וחושפות את תפקידיהם המשותפים במגוון מחלות ברקמות שונות.
פורסם היום (24 בספטמבר) ב אימונולוגיה טבעיתהחוקרים מציעים כי פיברובלסטים מראים פוטנציאל כיעדי תרופות אוניברסליים עקב מעורבותם במחלות מרובות במגוון רקמות.
מחקר זה הוא חלק מהקונסורציום הבינלאומי לתאי אנוש אנושיים (HCA), שממפה את כל התאים האנושיים להבנת בריאות האדם, ולסייע באבחון, לפקח ולטפל במחלות.
העור הוא האיבר הגדול ביותר בגוף וממלא תפקיד חיוני בהגנה עלינו מפני זיהומים. שניים מכל שלושה אנשים בריטים יסבלו ממחלות עור בשלב מסוים בחייהם. מחלות עור מהוות 24 אחוז מנטל המחלה של בריטניה, כאשר טיפול בפצעים עולה ל- NHS כ- 8.3 מיליארד ליש"ט בשנה, ומצבי עור ומחלות אחרים עולים כ- 723 מיליון ליש"ט בכל שנה.
תאי פיגומים, המכונה פיברובלסטים, נמצאים בעור ובכל איבר אחר בגוף. הם מעורבים בריפוי פצעים, הצטלקות, תיקון רקמות, פיתוח רקמות חיבור ושמירה על עור.
עד כה התעלמו מעט בפיברובלסטים בעור, בין היתר מכיוון שקשה היה ללמוד את המגוון שלהם. אמנם ידוע כי פיברובלסטים מגדילים את ייצור הקולגן שלהם ומפתחים סיבים דמויי שרירים להתכווצות לאחר הפציעה, אך לא היה ברור כיצד מצבי פיברובלסט משתנים בין המחלות הרבות שנצפו בעור, מסרטן לאקנה.
הבנת המגוון האמיתי של פיברובלסטים ובמקום בו הם נמצאים ברקמות, הן בבריאות והן במחלות, מציגה הזדמנויות קליניות אדירות בגלל תפקידיהם בצלקות ודלקת.
במחקר חדש, חוקרי מכון סנגר ומשתפי הפעולה שלהם התכוונו למפות פיברובלסטים בעור אנושי, מדגימות עור בריאות ו -23 הפרעות בעור, כולל פסוריאזיס, זאבת, סרטן עור ואקנה.
הצוות יצר נתונים טרנסקריפטיים מרחביים – המודדים ביטוי גנים וכיצד הוא משתנה בין מיקומים שונים ברקמה – כדי למפות במרחב את אוכלוסיות הפיברובלסטיות המזוהות מעור אנושי רגיל וחולה.
החוקרים מצאו כי תאי פיגומים אלה מורכבים בהרבה ממה שחשבו בעבר. הצוות גילה חמישה סוגים שונים של פיברובלסטים בעור בריא, שנמצאים בשכונות 'רקמות' מובחנות הקשורות לתפקודים ספציפיים. בעקבות זאת, הצוות התבונן בפיברובלסטים ואת 'שכונות הרקמות' שלהם באיברים רבים אחרים, כולל רירית הרחם, הבטן והריאה ב -14 מחלות, כמו מחלות מעי דלקתיות וסרטן ריאות. הצוות זיהה אוכלוסיות פיברובלסטיות המשותפות בין איברים.
בעזרת מודלים של למידת מכונות הם זיהו שלושה תת -סוגים 'סוררים' של פיברובלסטים הקיימים באיברים שונים על פני מחלות מרובות, כולל מחלות צלקות וסרטן ריאות, דלקת מפרקים שגרונית במפרקים ומחלות מעי דלקתיות במעיים.
מעניין לציין כי החוקרים מצאו כי אותם פיברובלסטים מופעלים המגייסים תאי חיסון לפצעי עור מוקדמים נצפו במחלות דלקתיות, כמו אקנה ומחלות מעי דלקתיות. זה מצביע על כך שמצב פיברובלסט דמוי פצעים משמש כדי למשוך תאים חיסוניים לרקמות במחלות כמו אקנה ומחלות מעי דלקתיות, אשר שניהם סובלים מצלקות.
על ידי זיהוי פיברובלסטים הקשורים למחלות וספציפיות למחלות בתוך 'שכונות רקמות' אלה על פני מחלות ואיברים מרובים, החוקרים מזהים יעדים פוטנציאליים לתרופות אוניברסאליות. המשמעות היא שחוקרים עשויים להיות מסוגלים לפתח תרופות בודדות הפועלות למספר מחלות ברחבי הגוף.
בעתיד, הצוות שואף להרחיב מחקר זה לסוגי תאים רבים אחרים בכל הרקמות בגוף האדם, ולהשתמש בלמידת מכונות ובבינה מלאכותית כדי למצוא 'שכונות רקמות' ספציפיות למחלות שניתן לשנות לטיפול.
לפיברובלסטים תפקידים קריטיים בגיוס תאי חיסון לרקמת העור וגורמים לצלקות, מה שעלול לגרום למגוון של מחלות עור. אין לנו טיפולים יעילים ביותר לטיפול בהצלקות בפרקטיקה הקלינית, בין היתר מכיוון שתאים אלה הובנו בצורה לא טובה. טכנולוגיות מודרניות מאפשרות לנו כעת להתחיל להבין את התאים הקריטיים הללו בפרטים חסרי תקדים. הראינו לראשונה שפיברובלסטים תופסים ושומרים על מיקרו -סביבות אנטומיות ברמות ברקמת העור בבריאות ובמחלות. הנתונים שלנו זמינים באופן חופשי ואנחנו מספקים כלי מקוון שיכול לשמש את החוקרים למיפוי פיברובלסטים ממחקרים משלהם, כדי להרחיב את הידע שלנו על פיברובלסטים במחלות. "
ד"ר לויד סטיל, סופר ראשון במכון וולקום סנגר ובאוניברסיטת קיימברידג '
ד"ר מו לוטפולחי, סופר בכיר ומנהיג קבוצתי במכון וולקום סנגר, אמר: "בינה מלאכותית הולכת להיות טרנספורמטיבית כיצד אנו מבצעים מדע בעשר השנים הבאות, ומדריכים כיצד אנו חוקרים מערכי נתונים עצומים ומגיבים מורכבות של גוף אנושי. כאן השתמשנו במכונה כדי לסווג ולמפות את פיברובלסטים בעור הבריא ובחוסות שונות. סוגים ברקמות השונות ברחבי הגוף, לבנות תמונה שלמה של מה שקורה בבריאות ובמחלות. "
תגלית זו מדגישה את סוג המחקר החדשני שיכול לשנות את הדרך בה אנו מטפלים במחלות עור ומחוצה לה. זיהוי יעד תרופתי אוניברסלי בתאי פיגומים שנמצאו על פני הגוף פותח את הדלת לטיפולים שיכולים להועיל למיליונים, ואנחנו גאים לתמוך בחוקרים המאפשרים זאת. "
מתיו פטי, OBE, מנכ"ל קרן העור הבריטית
פרופסור מוזז חניפה, סופר מוביל וראש גנומיקה סלולרית במכון וולקום סנגר, ופרופסור לדרמטולוגיה ואימונולוגיה באוניברסיטת ניוקאסל, אמר: "הרלוונטיות הקלינית של עבודתנו היא עצומה-היא מעניקה את מחלות הסוגיות של הדלמות. פיברובלסטים הקשורים למחלות המעורבים במספר מחלות ברחבי הגוף-אקזמה אטופית, מחלות מעי דלקתיות, דלקת מפרקים שגרונית-כלומר אנו יכולים למצוא יעדים טיפוליים אוניברסליים בתאים אלה לטיפול במחלות רבות.
