به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، مطالعه‌ای پیشگامانه در مجله Nature Genetics، اطلس تک‌سلولی کلیه‌ای با بیش از یک میلیون سلول از 140 نمونه را معرفی کرده که بیش از 70 حالت سلولی مشترک بین انسان و مدل‌های جوندگان را تعریف می‌کند. این پژوهش، که توسط تیمی به رهبری کاتالین سوزتاک از دانشگاه پنسیلوانیا انجام شد، ابزار محاسباتی CellSpectra را توسعه داده که تغییرات هماهنگی بیان ژن در مسیرهای سلولی را در بیماران به‌صورت اختصاصی تحلیل می‌کند. این ابزار با بررسی داده‌های سرطان کلیه و ریه، پروفایل‌های عملکردی تک‌سلولی بیمارمحور را تولید می‌کند که تغییرات خاص در هماهنگی مسیرهای ژنی را نشان می‌دهد. این اطلس امکان انتخاب مدل‌های جوندگان را که شباهت نزدیکی به امضاهای سلولی و مسیری بیماران دارند، فراهم می‌کند و کاربرد روش‌های تک‌سلولی را در پزشکی دقیق ارتقا می‌دهد. آزمایش‌های مدل‌سازی نیز نشان داد که این رویکرد می‌تواند برای انتخاب درمان‌های مناسب استفاده شود.

ایجاد اطلس تک‌سلولی کلیه
این مطالعه با تجزیه‌وتحلیل بیش از یک میلیون سلول از 140 نمونه انسانی و جوندگان، اطلس جامعی از حالات سلولی کلیه ایجاد کرد. این اطلس بیش از 70 حالت سلولی مشترک را شناسایی کرد که امکان مقایسه دقیق بین گونه‌ها را فراهم می‌کند. با استفاده از توالی‌یابی RNA تک‌سلولی، محققان توانستند امضاهای مولکولی خاص هر نوع سلول را مشخص کرده و تفاوت‌های بین انسان و مدل‌های حیوانی را بررسی کنند. این اطلس به‌عنوان منبعی ارزشمند برای تحقیقات بالینی عمل می‌کند و به دانشمندان امکان می‌دهد تا مدل‌های جوندگان را که به بهترین شکل ویژگی‌های سلولی بیماران را بازتاب می‌دهند، انتخاب کنند. این رویکرد به کاهش شکاف بین تحقیقات پیش‌بالینی و بالینی کمک می‌کند.

ابزار CellSpectra و تحلیل هماهنگی ژنی
ابزار محاسباتی CellSpectra، که در این مطالعه معرفی شد، تغییرات در هماهنگی بیان ژن در مسیرهای سلولی را در سطح بیمار تحلیل می‌کند. این ابزار با بررسی داده‌های سرطان کلیه و ریه، پروفایل‌های عملکردی تک‌سلولی تولید می‌کند که تغییرات خاص در هماهنگی مسیرهای ژنی را در هر بیمار نشان می‌دهد. برخلاف روش‌های سنتی که بر تغییرات کلی بیان ژن تمرکز دارند، CellSpectra بر تعاملات پیچیده بین ژن‌ها و مسیرهای سلولی تمرکز دارد. این ابزار امکان شناسایی الگوهای مولکولی منحصربه‌فرد را فراهم می‌کند که می‌توانند به‌عنوان شاخص‌های زیستی برای تشخیص و درمان دقیق‌تر استفاده شوند.

کاربرد در پزشکی دقیق
اطلس تک‌سلولی و ابزار CellSpectra پتانسیل بالایی برای پزشکی دقیق دارند. با شناسایی تغییرات خاص در هماهنگی مسیرهای ژنی در بیماران مبتلا به سرطان کلیه و ریه، این ابزار می‌تواند به پزشکان کمک کند تا درمان‌های هدفمندی را انتخاب کنند. این مطالعه نشان داد که پروفایل‌های عملکردی بیمارمحور می‌توانند الگوهای مولکولی مرتبط با پاسخ به درمان را شناسایی کنند. این رویکرد امکان انتخاب مدل‌های جوندگان را که شباهت نزدیکی به امضاهای سلولی بیماران دارند، فراهم می‌کند و به بهبود طراحی آزمایش‌های پیش‌بالینی کمک می‌کند. این روش می‌تواند زمان و هزینه توسعه درمان‌های جدید را کاهش دهد.

پل زدن بین انسان و مدل‌های حیوانی
یکی از چالش‌های اصلی در تحقیقات بالینی، تفاوت‌های بین انسان و مدل‌های حیوانی است. این اطلس با تعریف حالات سلولی مشترک بین انسان و جوندگان، امکان انتخاب مدل‌های حیوانی را که به‌طور دقیق ویژگی‌های بیماران را بازتاب می‌دهند، فراهم می‌کند. این امر به‌ویژه در سرطان کلیه اهمیت دارد، جایی که مدل‌های حیوانی اغلب نمی‌توانند پیچیدگی‌های بیماری انسانی را به‌طور کامل شبیه‌سازی کنند. با استفاده از اطلس و ابزار CellSpectra، محققان می‌توانند مدل‌هایی را انتخاب کنند که امضاهای مولکولی مشابهی با بیماران دارند، و این امر دقت آزمایش‌های پیش‌بالینی و کاربرد آن‌ها در درمان‌های بالینی را افزایش می‌دهد.

آزمایش‌های مدل‌سازی و انتخاب درمان
محققان با استفاده از مدل‌های تجربی نشان دادند که رویکرد CellSpectra می‌تواند برای انتخاب درمان‌های مناسب استفاده شود. با تحلیل هماهنگی مسیرهای ژنی در بیماران و مقایسه آن‌ها با مدل‌های جوندگان، تیم توانست درمان‌هایی را شناسایی کند که به احتمال زیاد در بیماران مؤثر هستند. این روش امکان پیش‌بینی پاسخ به درمان را در سطح بیمار فراهم می‌کند و می‌تواند به کاهش درمان‌های غیرمؤثر و عوارض جانبی کمک کند. این رویکرد به‌ویژه برای بیماری‌های پیچیده مانند سرطان کلیه، که تنوع بالایی در پاسخ به درمان دارند، ارزشمند است و می‌تواند به بهبود نتایج بالینی منجر شود.

چشم‌انداز آینده و تحقیقات تکمیلی
این مطالعه راه را برای تحقیقات آینده در پزشکی دقیق باز کرده است. محققان قصد دارند اطلس تک‌سلولی را به سایر بیماری‌ها و بافت‌ها گسترش دهند تا کاربرد آن را در طیف وسیع‌تری از شرایط بالینی بررسی کنند. توسعه ابزارهای محاسباتی پیشرفته‌تر، مانند نسخه‌های بهبودیافته CellSpectra، می‌تواند دقت تحلیل‌های بیمارمحور را افزایش دهد. این مطالعه همچنین بر نیاز به ادغام داده‌های تک‌سلولی با سایر فناوری‌های زیستی، مانند تصویربرداری و ژنومیکس، تأکید دارد. با ادامه این تحقیقات، انتظار می‌رود که رویکردهای تک‌سلولی به استانداردی در تشخیص و درمان بیماری‌ها تبدیل شوند.

اهمیت در تشخیص و درمان سرطان
این اطلس و ابزار CellSpectra می‌توانند به تحول در تشخیص و درمان سرطان کمک کنند. با شناسایی تغییرات خاص در هماهنگی مسیرهای ژنی، پزشکان می‌توانند بیماران را برای درمان‌های مناسب‌تر غربالگری کنند. این رویکرد همچنین می‌تواند به شناسایی شاخص‌های زیستی جدید برای تشخیص زودهنگام سرطان منجر شود. با کاهش شکاف بین تحقیقات پیش‌بالینی و بالینی، این مطالعه پتانسیل بهبود نتایج بیماران مبتلا به سرطان کلیه و ریه را دارد. این روش همچنین می‌تواند در سایر بیماری‌های پیچیده که نیاز به درمان‌های شخصی‌سازی‌شده دارند، مانند بیماری‌های خودایمنی، کاربرد داشته باشد.

نتیجه‌گیری
مطالعه منتشرشده در Nature Genetics اطلس تک‌سلولی کلیه‌ای با بیش از یک میلیون سلول را معرفی کرد که 70 حالت سلولی مشترک بین انسان و جوندگان را تعریف می‌کند. ابزار CellSpectra تغییرات هماهنگی بیان ژن را در بیماران مبتلا به سرطان کلیه و ریه تحلیل کرده و پروفایل‌های عملکردی بیمارمحور تولید می‌کند. این اطلس امکان انتخاب مدل‌های جوندگان مشابه با امضاهای سلولی بیماران را فراهم می‌کند و دقت آزمایش‌های پیش‌بالینی را افزایش می‌دهد. آزمایش‌ها نشان داد که این رویکرد می‌تواند درمان‌های مناسب را شناسایی کند. این مطالعه گامی بزرگ در پزشکی دقیق است و می‌تواند تشخیص زودهنگام و درمان‌های شخصی‌سازی‌شده را بهبود بخشد.
پایان مطلب/.