Ka-thump. Ka-thump. Ka-thump. Selv om vi knapt merker det mesteparten av tiden, er det jevn slag av et menneskelig hjerte en utrolig kompleks ytelse. Som et orkester må tusenvis av celler mestre sine individuelle forestillinger samt jobbe sammen. nå har et team av forskere laget den første atlasen av menneskelige hjerteceller, en samling kart som viser nesten en halv million hjerteceller og identifiserer hver enkelt rolle i hjertets symfoni. Forskerne undersøkte seks regioner i 14 friske donorhjerter, og opprettet en detaljert database som gir et nytt sammenligningsgrunnlag for å studere hjertesykdom, den ledende dødsårsaken over hele verden. For å forstå hva som går galt i ulike former for hjertesykdom, «først må vi vite hva som er normalt,» sier Howard Hughes Medical Institute Etterforsker Christine Seidman, en kardiovaskulær genetiker Ved Harvard University og direktør For Cardiovascular Genetics Center Ved Brigham Og Women ‘ S Hospital. Seidman og kolleger beskriver det nye hjerteatlaset 24. September 2020, i tidsskriftet Nature. «jeg kan oppsummere mine tanker i ett ord: monumental,» sier kardiolog Douglas Mann Fra Washington University School Of Medicine I St. Louis, som ikke var involvert i studien. «Jeg tror det er en veldig stor prestasjon og vil være en enorm referansekilde for feltet.»
Hjerteceller har vist seg spesielt vanskelig å studere. I motsetning til noen kreftceller og andre vev, er det ingen hjerteceller som kan dyrkes på ubestemt tid i laboratoriet og studeres. I stedet gjøres mye hjerteforskning ved hjelp av mus, hvis hjerter har viktige forskjeller fra menneskelige hjerter.
og sunne menneskelige hjerter kan være vanskelig å finne (de fleste brukes i transplantasjoner). Seidmans team stod på de uvanlige tilfellene der sunne hjerter ble avvist for transplantasjon og kunne fryses for bruk i forskning. For det første brukte forskerne en høy gjennomstrømningssekvenseringsmetode for å definere individuelle egenskaper av hver hjertecelle. De kartla deretter disse cellene i seks regioner med 14 menneskelige hjerter, syv fra menn og syv fra kvinner. «For første gang har Vi et postnummer for hver celle for å vite hvilken befolkning den tilhører,» sier Seidman.teamet analyserte også hjertecellers RNA-nivåer ved hjelp av fluorescerende markører for å fange opp molekylære detaljer om deres funksjon. Å identifisere ikke bare hvor cellene er, men hvilke proteiner de produserer, vil være en spesiell velsignelse for forskning, Sier Mann. For eksempel, ved å sammenligne celler i syke hjerter til de i sunne hjerter ved hjelp av atlas, kan forskere finne forskjeller og målrette nye terapier for hjertesykdom.Selv om forskerne studerte en relativt liten gruppe hjerter («fjorten mennesker kan ikke replikere verdens befolkning,» sier Seidman), avslørte det nye atlaset noen biologiske overraskelser. Teamet fant tidligere ukjent cellediversitet i ulike deler av hjertet. De avdekket også forskjeller mellom de friske hjerter av menn og kvinner; kvinner hadde en større andel av hjertemuskelceller, kalt kardiomyocytter, enn menn. Det garanterer mer forskning, Sier Seidman, da disse cellene kan holde ledetråder til forskjeller i hjertesykdom mellom kjønnene. Likevel, «det vi ser er slående heterogenitet-når det gjelder de forskjellige celletyper som vi nå vet, utgjør vevet i det menneskelige hjerte, og når det gjelder de regionale forskjellene i hjertet,» sier kardiolog Hugh Watkins Fra Oxford University I England, som ikke var en del av studieteamet. «Det er absolutt et mye mer komplisert organ enn mange kunne ha forestilt seg!»atlas er en del Av Human Cell Atlas initiative, en innsats finansiert Av Chan Zuckerberg Initiative for å kartlegge alle celletyper i menneskekroppen. «Det tar en stor landsby å gjøre dette,» Sier Seidman. Hennes gruppe jobbet med et internasjonalt team av eksperter på alt fra hjertekirurgi til beregningsbiologi for å lage databasen atlas. Alle dataene er tilgjengelige på http://www.heartcellatlas.org. Neste, Seidman og hennes kolleger håper å utvide atlas til en mer mangfoldig befolkning (de første hjerter var alle fra hvite givere). De begynner også å sammenligne proteiner laget i friske hjerteceller til de som er rammet av hjertesykdom. «Med tiden vil vi virkelig vite hvordan de forskjellige celletypene passer sammen på mikroskopisk og funksjonelt nivå,» Sier Watkins. «Det er et annet ambisiøst mål, men atlaset som tilbys her er en spennende start.»