اطلس سلول‌های انسان، تحولی در شخصی‌سازی روش‌های درمانی

فناوری‌هایی که قرار است رویاهای ما را به حقیقت پیوند بزنند، چندان هم دور از دسترس نیستند و در آینده‌ای نزدیک، این چشم‌اندازها به کارهایی عادی و روزمره تبدیل می‌شوند.

نوپانا: چه می‌شود اگر بتوانید به راحتی از هوای بیابان آب بنوشید، بدون اینکه لازم باشد برای این کار الکتریسیته زیادی را از شبکه خطوط برق مصرف کنید یا یک دکتر بتواند بدون استفاده از حتی یک خراش، از بافت مشکوک به سرطان نمونه‌گیری کند؟ فناوری‌هایی که قرار است این رویاها و دیگر رویاهای ما را به حقیقت پیوند بزنند، چندان هم دور از دسترس نیستند. در واقع متخصصان پیش‌بینی می‌کنند طی چند سال آینده این چشم‌اندازها به کارهایی عادی و روزمره تبدیل شوند.

در سلسله مطالب پیش رو*، ۱۰ مورد از چنین فناوری‌های شگفت‌انگیز و نوظهوری، انتخاب و بررسی شده‌اند:

قسمت چهارم: اطلس سلول‌های انسان، ابزاری برای شخصی‌سازی در حوزه بهداشت و درمان

برای درک واقعی و عمیق این​که بدن انسان چطور کار می​کند –و چطور بیمار می​شود- شما به اطلاعات بسیار زیادی نیاز دارید. برای این کار شما باید انواع سلول​ها در تمامی بافت​های بدن را بشناسید؛ دقیقا کدام ژن‌ها، پروتئین​ها و دیگر مولکول​ها در انواع بافت​ها فعال هستند؟ چه فرآیندهایی این فعالیت را کنترل می​کنند؟ سلول‌ها دقیقا کجا قرار دارند؟ سلول​ها طبیعتا چطور با یکدیگر در تعامل هستند؟ وقتی ویژگی​ ژنتیک سلول دچار تغییر می​شود، دقیقا چه اتفاقی برای بدن می​افتد؟ گردآوری چنین دانش عمیق و ارزشمندی به نظر غیرممکن است؛ با این حال، یک کنسرسیوم بین​المللی گسترده از گروه​های تحقیقاتی، اولین گام را به‌سوی خلق چنین پایگاه داده‌ای برداشته​اند و نام آن را «اطلس سلول​های انسان» گذاشته​اند.

این کنسرسیوم اولین جلسه​ برنامه​ریزی خود را در اکتبر ۲۰۱۶ برگزار کرد. گروه چان-زاکربرگ هم به این پروژه اضافه شده است. در ژوئن ۲۰۱۷ اعلام شد که این گروه حمایت مالی و پشتیبانی مهندسی خود را در اختیار این پروژه قرار می‌دهد تا یافته​ها به‌راحتی میان دانشمندان به اشتراک گذاشته شود.

این اطلس که اطلاعات پروژه​های تحقیقاتی فعلی و آتی را با هم ترکیب می‌کند، از نظر فنی از فناوری‌های پیشرفته‌ای استفاده می‌کند که از میان آنها می​توان به ابزارهایی برای ایزوله کردن سلول​های تکی، شناسایی پروتئین​ها در هر سلول در هر نوبت و تعیین ارزان و سریع دنباله دی​ان​ای و آر​ان​ای اشاره کرد. این پروژه تمامی نتایج تحقیقات روی «اوم»​های مختلف را با هم ترکیب می‌کند: ژنوم (مجموعه​ تمامی سلول​های بدن)، ترنس​کریپتوم (آر​ان​ای حاصل از ژن​ها)، پروتوم (پروتئین​ها)، متابولوم (مولکو​ل‌های کوچکی چون قند، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه که در فرآیندهای سلولی نقش دارند) و همین​طور فلاکسوم (واکنش​های متابولیک که نرخ آنها در شرایط مختلف، فرق می​کند). این یافته​ها با نقاط مختلف سلول​ها مرتبط هستند. نتیجه​ نهایی می​تواند ابزاری را به دست دهد که انواع گونه​ها و وضعیت​های سلولی در بدن را شبیه​سازی کرده و درک تازه​ای از فرآیندهای بیماری و روش​های مداخله​ای مناسب ایجاد می‌کند.

یکی از پیشرفته​ترین قسمت‌های «اطلس سلول​های انسان»، «اطلس پروتئین انسان» است که کارشناسان چندین کشور مثل سوئد، دانمارک، کره​ جنوبی، چین و هند را مشغول خود کرده است. پژوهشگران تولید «اطلس پروتئین انسان» اکثر ژن​های کدبندی‌شده پروتئین در انسان را با استفاده از ترکیب ژنوم​ها، ترنس​کریپتوم​ها، پروتومیک‌ها و شناسایی بر اساس پادتن مشخص کرده​اند که جایگاه آنها را تعیین می​کند. از زمان شروع این پروژه در سال ۲۰۰۳، نزدیک به ۱۰۰ نفر-سال توسعه​ نرم​افزاری صرف پیگیری داده​ها و دسته​بندی آنها برای تحلیل در سیستم شده است. بیش از ۱۰ میلیون تصویر تولید و توسط پاتولوژیست​های معتبر بررسی شده و اطلس پروتئین شامل نقشه​ای بسیار دقیق از محل بیش از ۱۲ هزار پروتئین در ۳۰ بخش زیرسلولی در سلول​های مختلف می​شود. تمامی یافته​های این تحقیقات در اختیار جامعه​ علمی قرار دارد و محدودیتی وجود ندارد. کاربران می​توانند به پایگاه داده​ وارد شده و پروتئین​های تمامی اعضا یا بافت​ها را بررسی کنند، یا می​توانند روی پروتئین​هایی تمرکز کنند که ویژگی​های مشخصی دارند (مثلا آنهایی که در نگهداری از سلول نقش دارند یا فقط در بافت​های مشخصی دیده می​شوند)؛ علاوه بر این، این داده​ها می​توانند در مدلسازی از جمع عناصر فعال و تعاملی موثر باشند و در بررسی ایده برای درمان​های آینده کمک کنند.

تکمیل «اطلس سلول​های انسان» کار آسانی نیست، اما مطمئنا ابزار بسیار ارزشمندی برای بهبود و شخصی​سازی حوزه بهداشت و درمان است.

(همچنین بخوانید: خداحافظی با جراحی برای نمونه‌برداری از بافت سرطانی)

* قسمت‌های مختلف این مطلب، حاصل همکاری مجله‌های معتبر Scientific American و World Economic Forum’s Expert Network است.