Der globale Forschungsansatz, Milliarden von Zellen zu kartieren, liefert bedeutsame Erkenntnisse über ihre Rolle bei Erkrankungen, die von chronischen Darmerkrankungen bis zur Arthritis reichen. Diese Fortschritte vertiefen das wissenschaftliche Verständnis der menschlichen Gesundheit erheblich.
In der ersten Phase des Human Cell Atlas-Projekts wurden unter anderem die Auswirkungen von Covid-19 auf die Lunge untersucht und analysiert, wie genetische Variationen die Krankheitsanfälligkeit beeinflussen. Sarah Teichmann, eine der Gründerinnen des Projekts, beschreibt den Atlas treffend als ein „Google Maps“ der Zellbiologie, das bereits begonnen hat, unser Verständnis der menschlichen Gesundheit zu revolutionieren.
Wissenschaftler erhoffen sich durch die Entschlüsselung der zellulären Komplexitäten entscheidende Informationen darüber, wie unser Körper wächst, altert und verfällt. Mithilfe künstlicher Intelligenz wurden große biologische Datensätze analysiert, um Muster aufzudecken. Teichmann zufolge etabliert das Projekt einen Maßstab zum Erkennen und Verstehen der Veränderungen, die Gesundheit und Krankheit zugrunde liegen. Diese Einblicke schaffen die Grundlage für präzisere Diagnosen, innovative Arzneimittelentwicklungen und fortschrittliche regenerative Medizin.
Seit dem Start im Jahr 2017 haben Tausende Forscher aus über 100 Ländern bereits 100 Millionen Zellen von mehr als 10.000 Menschen profiliert. Über 40 Publikationen zu ihren frühen Ergebnissen wurden kürzlich in Nature und verwandten Fachzeitschriften veröffentlicht.
Ein spezielles Forschungsgebiet konzentrierte sich auf das Kontrastieren von gesundem und krankem Gewebe im Darm und identifizierte einen Zelltyp, der mit Entzündungen in Verbindung stehen könnte. Dies gibt wichtige Hinweise für die Untersuchung schmerzhafter Zustände wie Colitis ulcerosa und Morbus Crohn. Weitere Studien umfassten die Kartierung der menschlichen Skelettbildung sowie die Untersuchung der genetischen Kontrolle bei der Nährstoffaufnahme durch Embryos über die Plazenta.
Laut Jeremy Farrar von der WHO zeigt die „bedeutende“ Sammlung von Papieren den enormen Fortschritt in der Kartierung jeder Art menschlicher Zelle und ihrer Veränderungen während des Lebens. Eric Topol vom Scripps Research Translational Institute in Kalifornien erklärte, das Projekt sei ein großer Schritt zur Entschlüsselung der Biologie unserer bemerkenswert vielfältigen 37 Billionen Zellen. Obwohl noch viel Arbeit bevorsteht, markiere dies einen Meilenstein in dieser ehrgeizigen wissenschaftlichen Anstrengung.
Parallel dazu legen andere Forscher den Fokus auf das Verständnis der Strukturen und Wechselwirkungen der Zellbestandteile. Google DeepMind hat kürzlich eine neue Version seines AI-basierten AlphaFold-Modells präsentiert, das die Vorhersage von Proteininteraktionen weiter verbessert.
Das Atlas-Projekt betont die Notwendigkeit einer möglichst diversen Datenbasis. Um Verzerrungen zugunsten reicher Länder zu vermeiden, wird unter anderem ein asiatischer Immundiversitätsatlas erstellt und die Wirkung von Covid-19 anhand von Proben aus Malawi analysiert.