كشف أطلس خلايا الرئة الأكثر شمولاً حتى الآن، من معهد ويلكوم سانجر ومعاونيه، عن 11 نوعًا جديدًا لخلية الرئة ويقدم معلومات مفصلة لعملية المناعة التي تشارك في مكافحة عدوى الرئة.

يركز هذا المصدر المتاح مجانًا، والمنشور في مجلة Nature Genetics على العديد من الخلايا المناعية والحاجزة وبيئاتها في الرئة المتورطة في أمراض الجهاز التنفسي والتهاباته.

 يُعد الأطلس الجديد لخلايا الرئة، جزءً من مبادرة أطلس الخلايا البشرية الدولية الأوسع نطاقًا، وجُمع تسلسل خلية مفردة مع النسخ المكانية لتقديم صورة أكمل عن طريقة تفاعل الخلايا وتواصلها مع بعضها البعض.

عززت دراسات الخلية المفردة من فهم وظائف الرئة وعلى الرغم من ذلك، لا يمكن أن تُفحص الرئتان من تسلسل خلية واحدة فقط حيث تتكونان من هياكل وبيئات معقدة. فعلى سبيل المثال، توجد العديد من الأسئلة غير مُجابة حول كيف تُنظَم الخلايا وكيف تساهم أنواع معينة منها، وخاصةً الأنواع النادرة، في الإصابة بمرض الرئة.

تُعد أمراض الرئة المزمنة، مثل مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) ومرض الرئة الخلالي، هي الأسباب الرئيسية للوفاة في جميع أنحاء العام. قد يساعد فهم التواصل بين الخلايا داخل بيئتها المحلية في الرئتين السليمتين في تحديد ما هو المضطرب في المرض، وتقديم أدلة حول كيفية منعه أو علاجه.

في هذه الدراسة، قدم باحثون من معهد ويلكوم سانجر ومعاونيه، لمحة جينية عن ما يقرب من 200000 خلية من أنسجة الرئة لـعدد 13 متبرعًا، واكتشاف 11 نوعًا جديدًا من الخلايا، وإِظهار المكان الدقيق لـما يصل إلى 80 نوعًا من الخلايا كُليةً.

وُجدَ من بين هذه الأنواع الجديدة من الخلايا، أن الأرومات الليفية حول القصبة متورطة في مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) والتليف الرئوي مجهول السبب. على الرغم من وجود حاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف كيفية مشاركة هذه الخلايا، يوضح هذا الاكتشاف إمكانية استخدام أطلس الرئة للكشف عن علاقات جديدة بين مسارات الخلايا والمرض.

قال الدكتور ايلو ماديسون، المؤلف المشارك الأول وزميل ما بعد الدكتوراه في معهد ويلكوم سانجر ومعهد المعلوماتية الحيوية الأوروبي للمختبر الأوروبي للبيولوجيا الجزيئية (EMBL-EBI): “تمكنا من الحصول على معلومات أساسية عن مجموعة من الخلايا لم يُخطَط العديد منها مسبقًا، في دراسة واحدة، وذلك من خلال القدرة على تحليل مواقع متعددة من الرئة نفسها. بالإضافة إلى ذلك، توضح العلاقة التي وجدناها بين الأرومات الليفية حول القصبة وحالات الرئة المزمنة، كيف يتجاوز هذا الأطلس البيانات المرجعية ويمكنه تقديم معلومات جديدة حول المرض”.

تمكن الباحثون بالإضافة إلى ذلك، من تحديد بيئة الرئة المكروية ويسمونها بالموضع المناعي المرتبط بالغدة (GAIN). وهو موجود للمساعدة في مكافحة عدوى الجهاز التنفسي وفي النهاية يعزز إنتاج الجسم المضاد (IgA). وتلك هي المرة الأولى التي يتمكن فيها البحث في رسم خريطة تفصيلية لتلك العملية المعقدة.

تعد استجابات ( IgA) مهمة للحماية الفعالة من عدوى الجهاز التنفسي وتضعف في أمراض الرئة، مثل مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD) والتليف الكيسي. قد تساعد الأبحاث الإضافية التي تدرس وظيفة (GAIN) في تطوير علاجات للتخفيف من أعراض المرض، أو تحسين مقاومة العدوى أو إنشاء طرق لتعزيز استجابات اللقاح.

قالت الدكتورة أماندا أوليفر، المؤلفة الأولى المشاركة، وزميلة أبحاث ما بعد الدكتوراه في معهد ويلكوم سانجر: “تُقدم دراستنا معلومات فريدة عن كيفية تواصل الخلايا في الرئة البشرية والممرات الهوائية. ومن خلال جمع بيانات الخلية المفردة والمكانية، استطعنا دراسة كيفية تفاعل الخلايا الظهارية والبطانية والمناعية لتكوين موضع مناعي – (GAIN)- قد يكون مهم للحماية من العدوى التنفسية. وتسمح لنا بيانات الخلية المفردة بالبحث في دوائر الإشارات التي تُمكن هذا الموضع من العمل وقد تكون مهمة في تطوير طرق جديدة لعلاج المرض في المستقبل”.

أوضحت الدكتورة كرستين ماير، المؤلفة الكبيرة المشاركة والعالمة الرئيسية في معهد ويلكوم سانجر: “إن أطلس الرئة الشامل لدينا والمتاح مجانًا لا يقتصر على إعطاء لمحة وراثية عن 80 نوعًا من الخلايا، بما في ذلك 11 نوعًا جديدًا، بل يبدأ في وصف كيفية تواصلها مع بعضها البعض. يعتمد بحثنا على فترة الخلية المفردة، وقد بدأنا في رؤية كيف تتفاعل خلايا الرئة في بيئاتها المكروية المحددة من خلال تضمين البيانات المكانية.

من المهم فهم كيف تتفاعل خلايا الرئة السليمة مع بعضها البعض، وذلك إذا كنا نأمل في تحديد المكان الذي حدث فيه خطأ ما للتسبب في المرض. يعد الأطلس الخاص بنا مصدرًا قيّمًا للمجتمع العلمي ونتطلع إلى دراسات أكبر ستستمر في تجميع اللغز الكامل لكيفية عمل الرئة على المستوى الخلوي”.

وأضافت الدكتورة سارة تيشمان، المؤلفة المشاركة ورئيسة علم الوراثة الخلوية في معهد ويلكوم سانجر، والمؤسسة المشاركة لأطلس الخلية البشرية: “إن الفهم التفصيلي للخلايا من خلال أطلس الخلايا البشرية سيساعد في شرح العديد من جوانب صحة الإنسان ومرضه”.

 وتابعت بقولها: “يوفر أطلس خلايا الرئة الخاص بنا نظرة أكثر عُمقًا على عمل العضو الحيوي، وهي مساهمة مهمة في الأطلس الكامل للخلايا البشرية. وقد يساعد عملنا بالإضافة إلى ذلك، في تحديد مسارات الرئة أو خلاياها التي قد تُستهدف للمساعدة في تحسين مناعة الأشخاص الذين يعانون من ضعف وظائف الرئة. نود أن نشكر متبرعي الأعضاء، وعائلاتهم وأحبائهم كذلك لجعل هذا البحث ممكنًا”.

تُعد هذه الدراسة جزء من اتحاد أطلس الخلايا البشرية الدولي (HCA)، ويهدف إلى تحديد كل نوع من الخلايا في جسم الإنسان كأساس لفهم صحة الإنسان ولتشخيص الأمراض ومراقبتها وعلاجها. وهو اتحاد مفتوح بقيادة العلماء، ويعد جهد تعاوني للباحثين والمعاهد والممولين في جميع أنحاء العالم، مع أكثر من 2500 عضو من 84 دولة في جميع أنحاء العالم.

المصدر: https://www.sciencedaily.com

ترجمة: مريم جمال مصطفى

لينكد إن: mariam-translator

مراجعة وتدقيق: زينب محمد