Atlas baru memetakan 1,6 juta sel usus manusia secara rinci dengan akurasi yang belum pernah ada sebelumnya

Peta sel usus manusia terlengkap hingga saat ini telah dibuat dengan menggabungkan data spasial dan inti tunggal dari 1,6 juta sel.

Pemetaan sel-sel usus dapat memberikan wawasan lebih dalam tentang apa yang terjadi pada penyakit seperti kanker usus dan penyakit radang usus (IBD). Dengan menggunakan atlas tersebut, para peneliti di Sanger Institute dan rekan-rekan mereka telah mengidentifikasi peran baru untuk sel usus tertentu yang mungkin terlibat dalam siklus peradangan pada beberapa orang, yang menyebabkan rasa sakit dan ketidaknyamanan.

Studi yang dipublikasikan dalam jurnal Nature ini menjelaskan bagaimana tim tersebut menggabungkan lebih dari 25 kumpulan data gastrointestinal (GI) manusia inti tunggal untuk menciptakan sumber data usus terbesar di dunia yang tersedia secara bebas. Sumber data ini mencakup sampel dari individu yang sehat dan mereka yang menderita berbagai penyakit.

Arti Peta Sel Usus

Dengan lebih memahami struktur usus dalam keadaan sehat dan sakit, peneliti dapat mengidentifikasi perubahan utama yang mungkin terkait dengan timbulnya penyakit seperti kolitis ulseratif dan penyakit Crohn, serta menemukan target baru untuk pengembangan obat.

Artikel ini merupakan bagian dari serangkaian publikasi (Nature Portfolio) yang terkait dengan proyek Human Cell Atlas yang menunjukkan kemajuan signifikan dalam pemahaman kita tentang tubuh manusia. Studi-studi ini menyoroti aspek-aspek utama biologi perkembangan, kesehatan, dan penyakit, serta berkontribusi pada pengembangan perangkat analitis yang akan membantu dalam pengembangan atlas sel manusia.

Saluran cerna meliputi organ-organ yang bertanggung jawab untuk pencernaan, dari mulut hingga anus. Saluran ini menjalankan fungsi-fungsi penting seperti menyerap nutrisi dan melindungi dari patogen. Penyakit gastrointestinal memengaruhi jutaan orang di seluruh dunia. Misalnya, kolitis ulseratif dan penyakit Crohn memengaruhi lebih dari 7 juta orang. Penyakit-penyakit ini ditandai dengan gejala-gejala seperti nyeri perut, diare, pendarahan rektal, kelelahan, dan masalah sendi.

Kanker usus, yang juga dikenal sebagai kanker kolorektal, merupakan kanker keempat yang paling umum di Inggris, dengan hampir 43.000 orang terdiagnosis setiap tahunnya. Ada sekitar dua juta kasus di seluruh dunia.

Menciptakan sumber daya yang harmonis

Karena pentingnya penyakit ini, banyak penelitian inti tunggal mengenai struktur sel GI telah dilakukan. Namun, data dan metode yang terfragmentasi telah menyulitkan peneliti luar untuk menggunakan sumber daya ini.

Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti mengembangkan alat harmonisasi data, yang menciptakan sumber daya sel usus terstandarisasi yang dapat diakses oleh para ilmuwan di seluruh dunia. Alat ini juga dapat diterapkan pada organ lain untuk penelitian lebih lanjut.

Atlas yang dihasilkan menggabungkan 25 set data dan mencakup 1,6 juta sel dengan satu inti dan data spasial, yang menyediakan informasi tentang jenis sel, lokasinya, dan interaksinya dengan lingkungan. Atlas tersebut mencakup data dari individu sehat serta pasien dengan kanker gastro dan kolorektal, penyakit celiac, kolitis ulseratif, dan penyakit Crohn.

Penemuan peran baru sel

Tim menemukan jenis sel yang dikenal sebagai sel metaplastik intestinal yang mungkin terlibat dalam peradangan. Sel-sel ini, yang biasanya terlibat dalam perbaikan lapisan lambung, menunjukkan kemiripan genetik dengan sel-sel GI lain yang terkait dengan peradangan. Para ilmuwan berspekulasi bahwa peradangan pada IBD menyebabkan perubahan pada sel-sel ini, sehingga meningkatkan peradangan.

Aplikasi atlas

Atlas ini tersedia secara gratis, dan proses baru telah dikembangkan untuk memungkinkan data penelitian masa depan ditambahkan, menciptakan sumber daya yang dinamis dan dapat diakses oleh para ilmuwan.

Dr Amanda Oliver, penulis pertama dari Sanger Institute, mengatakan:
"Data spasial dan inti tunggal memberikan wawasan unik tentang bagaimana sel-sel usus berinteraksi, membantu untuk lebih memahami cara kerja tubuh manusia. Kami berharap para peneliti akan terus mengembangkan sumber daya ini, menambahkan wawasan baru untuk meningkatkan kesehatan manusia."

Dr. Rasa Elmentaite, salah satu penulis studi tersebut, menambahkan:
"Atlas terpadu ini mencakup sejumlah besar data, yang memungkinkan kami mengidentifikasi jenis sel patogen yang dapat menjadi target intervensi di masa mendatang."

Profesor Sarah Teichmann, salah satu pendiri Human Cell Atlas, mengatakan:
"Atlas ini menunjukkan apa yang dapat dicapai melalui kolaborasi terbuka antara ilmuwan dari seluruh dunia. Ini adalah alat yang ampuh untuk memahami penyakit dan mengembangkan pengobatan baru."