Første cellekort på 20, 000 celler i pattedyrs embryo

Forskere ved Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute har brugt banebrydende teknologi til at profilere over 20, 000 individuelle celler til at producere det første 'cellekort', der beskriver alle de vigtigste celletyper, der er til stede på det tidlige stadie af pattedyrs embryoudvikling. Forskerne brugte kortet til at identificere en vigtig ny vej involveret i blodcelleudvikling og siger, at kortet kunne åbne nye veje for medicin og lægemiddeludvikling.

Den nye forskning, offentliggjort i tidsskriftet Naturens cellebiologi , brugt banebrydende enkeltcelleteknologi til at studere den genetiske aktivitet hos over 20, 000 individuelle celler til stede i musefosteret på et tidligt udviklingsstadium, når store organer såsom hjertet og hjernen dannes.

Mønstrene for genetisk aktivitet i det udviklende embryo blev fanget i det nye 'cellekort', der vil hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvordan celler vokser og erhverver alle de forskellige specialiserede funktioner, der kræves for, at kroppen kan fungere.

Holdet demonstrerede nytten af ​​deres platform ved at identificere en ny vej involveret i tidlig blodcelleudvikling. Blodceller modnes i embryonet sammen med andre væv såsom hjertet, muskler, vener og arterier, der er dog stadig store videnshuller på disse områder.

Professor Bertie Göttgens, fra Wellcome—MRC Cambridge Stem Cell Institute og Cambridge Institute for Medical Research ved University of Cambridge, sagde:"Ved at søge efter kendte blodcellemarkører på vores 'cellekort' var vi i stand til at identificere leukotrienbiosyntesevejen som en ny regulator for tidlig blodudvikling."

"Tilgængeligheden af ​​egnede bloddonorceller er en begrænsende faktor for mange patienter, der har behov for knoglemarvstransplantation eller specialiserede blodtransfusioner. Identifikationen af ​​nye veje, der driver normal blodcelleudvikling har potentialet til at forbedre vores evne til at generere blodceller til disse patienter i laboratorium."

Cellekortdataene giver også nye muligheder for udvikling af lægemidler. "Hvis vi ved, hvilke gener der er aktive på vigtige udviklingsstadier, kan vi udvikle lægemidler til at målrette de vigtige veje og ændre cellefunktion i sygdomme som medfødte hjertefejl, en af ​​de mest almindelige sygdomme, der kræver operation hos nyfødte babyer, " sagde undersøgelsesforfatter Dr. John Marioni, fra Cancer Research UK Cambridge Institute, EMBL—European Bioinformatics Institute og Wellcome Trust Sanger Institute.

"Vi gør dette omfattende enkeltcellekort tilgængeligt for alle forskere og håber, at det kan bruges til at afsløre hidtil ukendte veje, der bidrager til pattedyrs udvikling, om det er lunge, hjerne, lever eller andet kropsvæv."

Dr. Mariana Delfino-Machin, MRC programleder for kræft, sagde:"En stor udfordring inden for cellebiologi er at sammensætte de præcise trin, der kræves for at give en celle dens identitet. Indtil nu, eksperimentelle metoder har manglet den nødvendige præcision til at opfatte forskellene mellem celler, der forklarer, hvordan de udvikler forskellige identiteter, og hvordan disse forskelle kan forårsage sygdom. Karakteriseringen af ​​20, 000 individuelle celler i et museembryo efter implantationsstadiet er en imponerende præstation, som giver et omfattende overblik over processerne til at guide celler til deres individuelle identiteter på det tidspunkt."

Dr. Andrew Chisholm, Head of Cellular and Developmental Sciences hos Wellcome, sagde:"Dette er en omfattende og dyb karakterisering af celletyper, der er til stede i museembryoet på dette kritiske udviklingsstadium, skabe en rig ressource for samfundet. Undersøgelsen illustrerer styrken af ​​enkeltcellebaserede teknikker til at forstå udviklingen af ​​organer som hjertet og hjernen. Det kunne også hjælpe forskere med at forbedre metoder til at skabe modne, specialiserede celler fra stamceller."