اكتشاف أطلس خلايا الجسم البشري: أروع وأدق دليل للخلايا يكشف أسرار الحياة

الأطر الجديدة لفهم جسم الإنسان: خريطة الخلايا

قبل عشرين عامًا، كانت وسيلة التنقل الأساسية تعتمد على الخرائط الورقية. ومع ظهور خرائط جوجل في عام 2005، بدأ تحول جذري نحو استخدام التقنيات الرقمية في توجيه الناس بشكل أكثر كفاءة. ذات التحول بدأ يشهده العلم الآن، حيث تم اكتشاف معلومات جديدة حول الأجسام البشرية.

خريطة خلايا الجسم البشري

نجح العلماء من الولايات المتحدة، والمملكة المتحدة، والبرازيل، وغيرها من الدول، في إنشاء الأطلس الخلوي البشري الذي يشتمل على تفاصيل دقيقة لم يسبق الوصول إليها من قبل. تأتي هذه الخريطة كجزء من مشروع الأطلس الخلوي البشري (HCA)، الذي تم نشر نتائجه في مجلات مشهورة تابعة لعائلة Nature.

لتحقيق ذلك، استخدم الباحثون بيانات وأدوات تحليل جديدة، بما في ذلك التقنيات المرتبطة بالذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، لترسيخ فهم أعمق للصحة والأمراض على المستوى الخلوي. وقد شمل هذا العمل دراسة أكثر من 100 مليون خلية من 10,000 شخص.

تنوع الخلايا وتفاعلاتها

كتبت سارة تايشمان، إحدى مؤسسي المشروع وباحثة في معهد كامبريدج للخلايا الجذعية، أن جسم الإنسان يحتوي على حوالي 37.2 تريليون خلية متنوعة التي تتأثر بعدة عوامل مثل العرق، والجغرافيا، والعمر، والجنس، وتجارب الحياة. هذه العوامل تضيف بعدًا ديناميكيًا للتغير المستمر في الحالة الصحية للخلايا.

تأسس التحالف HCA في عام 2016 بهدف تصميم أطلس شامل لكل نوع من الخلايا في جسم الإنسان. يتكون التحالف من أكثر من 3,600 عضو من 102 دولة، الذين يساهمون ببيانات حول 18 شبكة بيولوجية.

إنجازات بارزة

تم تسليط الضوء على إنجازات التحالف في ثلاث مجالات رئيسية. قدمت سارة تايشمان وكين تو وزملاؤهم بيانات جديدة عن العظام والركب والمفاصل. وقد أنشأ التحالف أدوات تحليل جديدة، منها أسلوب يعتمد على التعلم الآلي لتحديد الخلايا المتشابهة بناءً على ملفات التعبير.

علاوة على ذلك، الشمل مجموعة من التحليلات المتكاملة للبيانات المتاحة للأعضاء أو الأنظمة البيولوجية المحددة. على سبيل المثال، سلطت أماندا أوليفر وزملاؤها الضوء على أطلس الجهاز الهضمي، الذي يغطي الأنسجة من الفم إلى المريء والمعدة والأمعاء والقولون، متضمنة بيانات عن الأشخاص المصابين بالأمراض الالتهابية.

فوائد وتحديات الأطلس الجديد

يشعر الباحثون بأن هذا الأطلس سيكون له فوائد كبيرة في المستقبل، حيث يساعد في فهم كيفية تأثير التنوع الخلوي على الاستجابة الفردية للعلاجات الطبية. كما يسهم في دراسة الأسس الجينية للأمراض على مستوى الخلايا، مما يمكن أن يؤدي إلى تغييرات في كيفية معالجة الرعاية الصحية.

بينما لا تزال هناك تحديات في توثيق الطبيعة الديناميكية للخلايا وتوسيع نطاق المعرفة لتشمل جماعات متنوعة، تساهم التعاونات المستمرة بين العلماء في جميع أنحاء العالم في تعزيز إمكانية الوصول إلى الطب المخصص وتحسين قدراتنا على معالجة الأمراض. تم تمويل هذا المشروع من قِبل عدة منظمات، تشمل مبادرة تشان زوكربيرغ، وصندوق هيلمزلي، وويلكوم ترست في المملكة المتحدة.

نظرة مستقبلية

أعرب إيتاي ياناي، المدير العلمي لمختبر البيوانفورماتيكا التطبيقية في كلية الطب بجامعة نيويورك غروسمن، عن رأيه بأن المشروع يعكس نفس روح الاكتشاف التي تمتع بها المؤرخون الطبيعيون الأوروبيون في القرن التاسع عشر. وقد أشار إلى أن الأطلس الخاص بالجهاز الهضمي مميز لأنه يجمع بيانات من أكثر من مليون خلية، مما سيساعد في إجراء مقارنات بين الحالات الطبيعية والمرضية.

كما أكد كريستوف ليبريت وهيلين كريتمير، من ألمانيا، على أهمية الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي للتغلب على التحديات المرتبطة بتحليل بيانات الخلايا الفردية، بما في ذلك التباين والضوضاء التجريبية.

تطبيقات عملية للأطلس

أعرب إياغو رودريغيز-لاجو، طبيب الأمراض الهضمية في مستشفى غالدكاو-يوسانسولو في إسبانيا، عن أن الأطلس يمكن أن يسهم في فهم أعمق للأمراض الالتهابية المعوية ومرض السيلياك. وذكر أن دقة التحليلات الخلوية توفر إطارًا فريدًا للتقدم في فهم الآليات الكامنة وراء هذه الأمراض، مما يجعل البحث عن علامات مرضية وصياغة علاجات أكثر تخصصا ممكنة.

بهذه الطريقة، تعكس هذه الدراسات والتطورات الجديدة التوجه العلمي الحديث نحو المعرفة البيولوجية المركزة التي تعمل على تعزيز الرعاية الطبية وتجعل العلاج أكثر تخصيصًا واستجابة لحاجات الفرد.