Понимание развития, вариативности и патологии человеческих клеток

Идет увлекательный процесс изучения клеточных фенотипов, составляющих человеческое тело, и того, как геном используется для построения и поддержания каждой клетки. «Каталогизация типов человеческих клеток, понимание их развития, вариаций между людьми и их сбоев при болезнях может революционизировать понимание человеческих клеточных фенотипов», — говорит Грей Кэмп, соавтор обзора в Science.

Фенотип — это классификация набора свойств, возникающих в результате взаимодействия генотипа индивида с окружающей средой.

Важность для восстановления зрения

«Одноклеточная геномика, которую мы применяем в IOB для восстановления зрения, — это одно из недавних достижений для разработки персонализированных стратегий фенотипирования. Карты фенотипов человеческих органов с разрешением на уровне одной клетки можно использовать для выявления клеточных состояний, наиболее подверженных влиянию болезни», — объясняет Грей Кэмп.

Это помогает преодолеть ключевую проблему в разработке лекарств: усреднение по популяции может скрыть критическую и редкую болезнетворную реакцию отдельной клетки, мешая созданию точных моделей болезней или обнаружению реакции пациентов на терапию. Внедрение одноклеточного фенотипирования в клинику — сложная задача, над которой в IOB активно работают.

Перспектива: «войти» в ткань и найти болезнетворные клетки

В обзоре Science, написанном совместно с коллегами из ETH Zürich, представлен обзор текущего состояния одноклеточного геномного фенотипирования человеческих органов и органоидов. Авторы показывают, как технологии CRISPR-Cas позволят функционально связать фенотипы с участками генома.

Они предполагают, что описательная фаза одноклеточной геномики (каталогизация фенотипов здоровых тканей) завершится созданием 4-D компьютерных симуляций. Это позволит исследователям «войти» в ткань, указать на конкретную клетку в определенном месте и времени и узнать её молекулярные особенности и взаимодействия с соседями в микроокружении.