Le corps humain contient environ 36 000 milliards à 37 000 milliards cellules, et les chercheurs cartographient l’endroit où vit chacune de ces cellules.
Les scientifiques avec le Atlas des cellules humaines (HCA), un consortium de recherche international, a profilé 100 millions de cellules provenant de plus de 10 000 personnes dans le monde. Travaillant dans plus de 100 pays, les chercheurs visent à identifier les similitudes et les différences dans les cellules de personnes issues de données démographiques et génétiques différentes.
D’ici 2026, l’équipe prévoit de dévoiler un atlas de l’ensemble du corps humain détaillant l’emplacement, l’identité et la fonction de chaque cellule à différentes étapes de la vie. Cet atlas ne sera qu’une première ébauche ; les itérations ultérieures pourraient inclure des données provenant de milliards de cellules humaines, projettent les scientifiques.
Aujourd’hui, les scientifiques du HCA viennent de publier plus de 40 articles qui aideront à la construction de la première ébauche révolutionnaire de leur atlas. Le trésor de recherche, publié mercredi 20 novembre dans plusieurs Revues naturecartographie les cellules de nombreux organes et systèmes organiques – y compris les poumons, le cerveau et la peau – et décrit les outils informatiques avancés nécessaires pour analyser toutes ces données.
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Aviv Regevcoprésident fondateur du HCA, a comparé ces progrès aux progrès de la cartographie traditionnelle. Imaginez passer de cartes du monde du XVe siècle à Google Maps, avec des topographies détaillées, des vues des rues et des schémas de circulation dynamiques.
« C’est donc le grand pas que nous avons fait : passer de cartes qui semblent aussi grossières à des cartes qui ont la résolution de Google Map », a déclaré Regev lors d’une conférence de presse mardi 19 novembre. « Mais nous avons encore du travail à faire. »
La nouvelle recherche comprend un carte détaillée du tube digestifallant de l’œsophage au côlon. Les chercheurs ont cartographié un tube digestif sain sur la base de 1,1 million de cellules prélevées sur près de 190 personnes. Ils ont également compilé des données provenant de personnes souffrant de différentes affections gastro-intestinales, notamment la colite ulcéreuse et La maladie de Crohn. Grâce à ces travaux, ils ont découvert un type de cellule qui semble contribuer à la inflammation dans ces maladies, probablement en faisant appel à des cellules immunitaires.
« L’inflammation intestinale peut provoquer une métaplasie des cellules, un passage d’un type de cellule à un autre », Itai Yanaidirecteur scientifique des laboratoires de bioinformatique appliquée à NYU Langone Health, a écrit dans un commentaire. Grâce aux données provenant d’intestins sains et malades, les chercheurs ont pu identifier lesquels cellules souches a donné naissance aux cellules « métaplasiques », a déclaré Yanai. Après transformation, les cellules métaplasiques ont ensuite provoqué davantage d’inflammation, suggèrent la recherche.
Dans d’autres articles, des chercheurs ont ouvert une fenêtre sur le développement humain précoce, révélant comment le le placenta se développe et le le squelette commence à se former au cours du premier trimestre de la grossesse. Cette dernière étude a révélé des états inédits dans lesquels les cellules entrent alors qu’elles se préparent à former le crâne. Les chercheurs ont également étudié les gènes qui pourraient être impliqués dans craniosténoseune anomalie congénitale dans laquelle les parties molles du crâne fusionnent trop tôt.
D’autres articles se sont concentrés sur les « organoïdes », des versions miniatures d’organes humains cultivé en laboratoire. On a regardé organoïdes cérébrauxqui imitent le développement du cerveau. Différents laboratoires utilisent diverses stratégies pour cultiver des organoïdes, mais cela soulève des questions quant à la méthode qui produit le meilleur modèle : quel organoïde cérébral imite le mieux un cerveau réel ? Les scientifiques comparé les cartes du cerveau humain à celles des organoïdesconstatant que, au moins jusqu’au deuxième trimestre, les organoïdes correspondent assez étroitement aux cerveaux fœtaux. Des questions ouvertes demeurent concernant le troisième trimestre.
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Un autre laboratoire a mené une étude similaire regarder les organoïdes de la peaupour voir à quel point ils ressemblaient à de la vraie peau.
L’atlas aide les chercheurs à trouver de « meilleures recettes » pour les organoïdes, Muzlifah Haniffamembre du comité d’organisation du HCA, a déclaré lors de la conférence de presse.
Mais « l’information circule dans les deux sens » Sarah Teichmanna ajouté un coprésident du HCA, car les organoïdes révèlent également des détails subtils de ce qui se passe à l’intérieur du corps. Les scientifiques peuvent « piquer les cellules, perturber les cellules » d’une manière qui ne serait pas possible chez des sujets humains, a-t-elle déclaré. Ainsi, la création d’organoïdes réalistes peut aider à révéler comment les maladies surviennent et quels médicaments pourraient les traiter efficacement.
Ensemble, les plus de trois douzaines d’articles du HCA représentent un pas en avant majeur. Entre-temps, les données précédemment publiées par le consortium ont déjà alimenté de nouvelles découvertes : publié en 2020 a permis de révéler des tissus inattendus qui étaient vulnérables au COVID-19, et une carte du poumon humain a révélé un nouveau type de cellules – les ionocytes – qui pourraient jouer un rôle rôle clé dans la mucoviscidose.
« Collectivement, les atlas ont le potentiel de constituer une ressource que d’autres pourraient être inspirés pour explorer et comparer avec d’autres contextes biologiques, tels que différentes espèces et maladies rares », a écrit Yanai. « Les chercheurs pourraient alors découvrir des aspects du corps humain qui ne peuvent pas encore être imaginés. »
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