Proyek Human Cell Atlas mengubah pemahaman tentang tubuh manusia

Rencana ambisius untuk memetakan 37 triliun sel dalam tubuh manusia telah mengubah pemahaman tentang cara kerja tubuh kita, lapor para ilmuwan.

Kebijaksanaan yang diterima mengatakan bahwa kita dibangun dari sekitar 200 jenis sel – seperti sel otot jantung atau saraf.

Sebaliknya proyek Human Cell Atlas telah mengungkapkan bahwa ada ribuan jenis sel, dan beberapa di antaranya tampaknya menjadi penyebab penyakit seperti penyakit radang usus dan fibrosis kistik.

Di tengah banyaknya pengumuman, pembentukan kerangka manusia dan sistem kekebalan awal juga telah dipetakan secara rinci.

Wawasan baru ini mirip dengan berpindah dari peta era Joan of Arc dan Richard III abad ke-15 ke apa yang dapat dimuat oleh ponsel di saku Anda.

Peta tubuh yang lama memiliki kesamaan dengan jalan-jalan utama dan geografi yang signifikan, tetapi juga area yang diberi label oleh para kartografer tidak diketahui atau “terra incognita”.

“[Now] lebih terlihat seperti peta Google, Anda memiliki tampilan resolusi tinggi dan yang lebih penting lagi Anda memiliki Street View yang menjelaskan apa yang terjadi, dan yang lebih penting lagi, Anda dapat melihat perubahan dinamis di siang hari ketika lebih sedikit mobil yang lewat. mengalir atau lebih banyak mobil yang mengalir,” kata Dr Aviv Regev, salah satu pendiri yang sekarang bekerja di Genentech.

Dia menambahkan: “Ini penting bagi kita untuk memahami dan mengobati penyakit, sel adalah unit dasar kehidupan, jika ada yang salah, maka sel kita juga akan bermasalah.”

Melakukan prestasi “kartografi manusia” memerlukan ilmu biologi dan komputer yang mutakhir.

Proyek ini sejauh ini telah mengamati lebih dari 100 juta sel – menganalisis secara mendalam setiap sel – dari 10.000 orang di seluruh dunia.

Jurnal Alam kini telah diterbitkan serangkaian 40 penemuan ilmiah saat para peneliti berupaya menciptakan rancangan pertama atlas sel manusia secara keseluruhan.

“Ini adalah tonggak besar yang menandai lompatan besar dalam pemahaman tentang tubuh manusia,” kata Dr Sarah Teichmann, dari Universitas Cambridge dan salah satu pendiri Human Cell Atlas.

Penemuan terbaru mencakup peta usus mulai dari mulut, turun ke kerongkongan, masuk ke lambung dan usus, serta keluar dari anus.

Para peneliti mengamati jenis sel, lokasinya, dan cara mereka berkomunikasi dengan sel lain di sekitarnya.

Dari 1,6 juta sel yang dianalisis terdapat bentuk baru yang disebut sel metaplastik usus. Tampaknya hal ini berperan dalam memperburuk peradangan pada tujuh juta orang yang hidup dengan penyakit radang usus seperti kolitis ulserativa dan penyakit Crohn.

“Kami dapat mengungkap jenis sel patogen yang mungkin berperan dalam beberapa kondisi kronis dan dapat menjadi targetnya [drug] intervensi di masa depan,” kata Dr Rasa Elmentaite, yang melakukan penelitian di Wellcome Sanger Institute.

Terdapat lebih dari 3.600 ilmuwan di 100 negara yang berkolaborasi dalam Atlas Sel Manusia, yang merupakan salah satu proyek paling ambisius di bidang biologi dan digambarkan sebagai penerus Proyek Genom Manusia untuk mengurutkan kode genetik manusia.

Penemuan lain menunjukkan bagaimana kerangka manusia terbentuk di dalam rahim beberapa minggu setelah pembuahan.

Pertama, kerangka tulang rawan, seperti bagian yang goyah di ujung hidung Anda, terbentuk. Kemudian sel-sel tulang tumbuh di atasnya. Hal ini terjadi di mana saja kecuali di bagian paling atas tengkorak untuk memberikan ruang bagi otak untuk berkembang.

Beberapa instruksi genetik yang terlibat dalam mengatur proses perkembangan awal ini sama dengan yang terjadi pada osteoartritis beberapa dekade kemudian.

“Pada akhirnya, penggunaan atlas ini dapat membantu kita lebih memahami kondisi kerangka muda dan tua,” kata Dr Ken To, dari Wellcome Sanger Institute.

Penelitian serupa mengamati timus – organ kecil yang terlibat dalam melatih sistem kekebalan tubuh. Para peneliti menunjukkan bahwa proses ini dimulai jauh lebih awal dari yang diperkirakan sebelumnya, menunjukkan bahwa tahap awal kehamilan dapat berdampak pada fungsi kekebalan tubuh seumur hidup.

Hal ini juga memberikan ide untuk merekayasa terapi baru berbasis sel kekebalan di laboratorium untuk melawan penyakit seperti kanker.

Contoh lain dari aksi Atlas Sel Manusia terjadi selama pandemi Covid ketika peta rinci tubuh memungkinkan para ilmuwan untuk melakukannya mengantisipasi bagaimana virus akan berpindah dari satu jaringan ke jaringan lainnya dan mengidentifikasi hidung, mulut dan mata sebagai titik masuk utama ke tubuh.

Dr Katrina Gold, dari penyandang dana penelitian medis Wellcome Trust, mengatakan pengumuman hari ini adalah “tonggak sejarah nyata bagi Human Cell Atlas”.

“Jika selesai, hal ini dapat mengubah cara kita mendiagnosis, memantau, dan mengobati penyakit,” katanya.