Zelluläre Studien zeigen das menschliche Herz in “nie zuvor gesehenen Details”

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Wissenschaftler haben eine detaillierte Karte des menschlichen Herzens erstellt, die als Leitfaden für personalisierte Behandlungen dienen kann.

Die zelluläre und molekulare Karte eines gesunden menschlichen Herzens ermöglicht es den Forschern, die Funktionsweise des Organs zu verstehen und Aufschluss darüber zu geben, was bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen schief geht.

Die Forscher analysierten fast eine halbe Million einzelne Zellen, um sie aufzubauen ein umfangreicher Entwurfszellatlas des menschlichen Herzens.

Sie sagen, dass es eine große Vielfalt von Zellen zeigt und Herzmuskelzelltypen, kardiale schützende Immunzellen und das komplizierte Netzwerk von Blutgefäßen enthüllt. Es sagt auch voraus, wie die Zellen kommunizieren, um zu halten das Herz Arbeiten.

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“Wir haben den bislang detailliertesten Atlas des menschlichen erwachsenen Herzens erstellt, der Einzelzellentechnologien mit Methoden der künstlichen Intelligenz kombiniert, um fast eine halbe Million Einzelzellen zu charakterisieren”, sagte er Dr. Carlos Talavera-Lopez, einer der ersten Autoren des Wellcome Sanger Institute.

„Zum ersten Mal konnten wir genau sehen, was jede Zelle im menschlichen Herzen tut.

“Dieser Atlas zeigt, dass sich die Zellen in jeder der vier Herzkammern unterschiedlich verhalten, die unterschiedlichen Funktionen jedes Bereichs widerspiegeln und uns helfen, das gesunde menschliche Herz zu verstehen.”

Veröffentlicht in Naturist die Studie Teil der Human Cell Atlas Initiative jeden Zelltyp im menschlichen Körper abzubilden.

Forscher sagen, dass das Wissen über das Herz ein besseres Verständnis von Herzkrankheiten ermöglichen und eine individuellere Medizin leiten wird. Sie fügen hinzu, dass dies in Zukunft möglicherweise auch zu einer regenerativen Medizin führen könnte.

Unsere Datensätze sind eine Goldmine an Informationen, um die Feinheiten von Herzerkrankungen zu verstehen

Dr. Michela Noseda vom Imperial College London

In der Studie untersuchten Wissenschaftler fast 500.000 einzelne Zellen und Zellkerne aus sechs verschiedenen Regionen gesunder Herzen von 14 Organspendern.

Mithilfe modernster Einzelzellentechnologie, maschinellen Lernens und bildgebender Verfahren konnte das Team genau sehen, welche Gene in jeder Zelle eingeschaltet waren.

Die Forscher stellten fest, dass es große Unterschiede in den Zellen in verschiedenen Bereichen des Herzens gab und dass jeder Bereich des Organs spezifische Zellgruppen aufwies, was unterschiedliche Entwicklungsursprünge und möglicherweise unterschiedliche Reaktionen auf Behandlungen hervorhob.

Die sechs Bereiche des Herzens enthielten 11 verschiedene Zelltypen und die Forscher entdeckten mehr als 62 verschiedene Zellzustände, die in diesem Detail noch nie zuvor gesehen worden waren.

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“Dies ist das erste Mal, dass jemand die einzelnen Zellen des menschlichen Herzens in diesem Maßstab betrachtet, was nur mit einer groß angelegten Einzelzellsequenzierung möglich geworden ist”, sagte er Professor Norbert Hubner, ein leitender Autor des Max-Delbrück-Zentrums für Molekulare Medizin in Deutschland.

„Diese Studie zeigt die Kraft der Einzelzellgenomik und der internationalen Zusammenarbeit. Die Kenntnis des gesamten Spektrums der Herzzellen und ihrer Genaktivität ist eine grundlegende Notwendigkeit, um zu verstehen, wie das Herz funktioniert, und um herauszufinden, wie es auf Stress und Krankheiten reagiert. “

Die sechs Bereiche des Herzens enthielten 11 verschiedene Zelltypen und die Forscher entdeckten mehr als 62 verschiedene Zellzustände, die in diesem Detail noch nie zuvor gesehen worden waren.

“Unsere internationalen Bemühungen liefern der wissenschaftlichen Gemeinschaft unschätzbare Informationen, indem sie die zellulären und molekularen Details von Herzzellen beleuchten, die zusammenarbeiten, um Blut durch den Körper zu pumpen”, sagte er Dr. Michela Noseda, ein leitender Autor des National Heart and Lung Institute am Imperial College London.

„Wir haben die Herzzellen kartiert, mit denen möglicherweise infiziert werden kann SARS-CoV-2 und fanden heraus, dass spezialisierte Zellen der kleinen Blutgefäße auch Virusziele sind.

“Unsere Datensätze sind eine Goldmine an Informationen, um die Feinheiten von Herzerkrankungen zu verstehen.”

Die Studie wurde von Forschern des Wellcome Sanger Institute, des Max-Delbrück-Zentrums für Molekulare Medizin, der Harvard Medical School, des Imperial College London und ihren globalen Mitarbeitern durchgeführt.

Fragen und Antworten der Leser: Warum befindet sich das Herz leicht links in der Brust?

Gefragt von: Adam King, Huddersfield

Das Herz befindet sich ziemlich zentral unter dem Brustbein, ragt jedoch nach links heraus. Dies liegt daran, dass die untere linke Kammer des Herzens (der „linke Ventrikel“) für das Pumpen von sauerstoffhaltigem Blut durch den gesamten Körper verantwortlich ist. Daher muss es stärker und größer sein als der rechte Ventrikel, der nur Blut in die Lunge pumpt. Es ist dieser linke Ventrikel, den Sie in Ihrer Brust schlagen fühlen können.

Einer von 10.000 Menschen hat tatsächlich ein spiegelbildliches Herz, das nach rechts zeigt – ein Zustand, der als “Dextrokardie” bekannt ist.

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