Corpul uman conţine aproximativ 200 de tipuri de celule diferite, dintre care 12 se găsesc în ţesutul mamar normal. Studiile anterioare privind ţesutul mamar s-au concentrat în principal pe celulele epiteliale, întrucât se ştie că acestea dau naştere la cancer, dar tipurile de celule neepiteliale nu au fost studiate în profunzime cu ajutorul abordărilor genomice.
Un nou studiu condus de cercetători de la Centrul de cancer MD Anderson al universităţii din Texas, şi colegiile medicale Irvine şi Baylor, din cadrul Universităţii din California a creat cea mai mare şi cea mai cuprinzătoare hartă din lume a ţesutului mamar normal, oferind o înţelegere fără precedent a biologiei mamare care poate ajuta la identificarea ţintelor terapeutice pentru boli precum cancerul mamar.
Atlasul celulelor mamare umane, publicat miercuri, în revista Nature, a folosit metode genomice monocelulare şi spaţiale pentru a trasa profilul a peste 714.000 de celule de la 126 de femei.
Atlasul mamar evidenţiază 12 tipuri majore de celule şi 58 de stări biologice ale celulelor şi identifică diferenţele în funcţie de etnie, vârstă şi starea de menopauză a femeilor sănătoase.
„Suntem încântaţi să vedem finalizarea acestui proiect monumental după şapte ani", a declarat autorul principal corespondent Nicholas Navin, preşedinte al departamentului de biologie sistemică de la MD Anderson.
„Am reuşit să valorificăm multe tehnologii pentru a defini, într-un mod foarte detaliat, toate tipurile de celule şi stările celulare diferite în fiecare dintre zonele principale ale sânului. Ne aşteptăm ca acest instrument să fie extrem de util pentru oricine studiază cancerul de sân şi alte boli, cum ar fi mastita, precum şi dezvoltarea sânului şi eşecul lactaţiei".
Proiectul face parte din consorţiul global Human Cell Atlas, susţinut de Chan Zuckerberg Initiative (CZI), care utilizează tehnologii recente pentru a genera hărţi de referinţă celulare pentru fiecare sistem de organe din corpul uman.
Instrumentele moderne, cum ar fi secvenţierea monocelulară şi cartografierea spaţială, au permis cercetătorilor să realizeze o clasificare extrem de detaliată a 12 grupuri majore de tipuri de celule, inclusiv trei tipuri de celule epiteliale, celule limfatice, celule vasculare, celule T, celule B, celule mieloide, adipocite, mastocite, fibroblaste şi celule perivasculare.
Pentru acest studiu, cercetătorii au colectat şi examinat 220 de mostre de ţesut mamar de la 132 de femei care au suferit o operaţie de reducere a sânului sau o mastectomie.
Dintre aceste femei, 46% erau caucaziene, 41% erau afro-americane, 7% erau hispanice, iar 6% erau de etnie necunoscută.
Probele au fost colectate din patru instituţii, inclusiv MD Anderson, UC Irvine, Baylor College of Medicine şi spitalul St. Luke's, din Statele Unite.
Acest set de date de mare amploare privind tipurile de celule mamare normale şi diversele lor stări la femei ia în considerare, de asemenea, factorii individuali, inclusiv etnia, vârsta, IMC (indicele de masă corporală), obezitatea, starea de menopauză, sarcina şi numărul de naşteri, oferind o multitudine de informaţii care servesc drept o resursă puternică pentru comunitatea de cercetare.
Cartografierea spaţială evidenţiază patru regiuni celulare majore, populaţii neaşteptate de celule imune
Tehnicile de cartografiere spaţială, care creează o hartă a celulelor din mediul tisular, au permis cercetătorilor să analizeze compoziţia ARN şi proteică a probelor pentru a înţelege cum şi unde locuiesc diferitele tipuri de celule.
Aceste tehnici au rezolvat compoziţia tipurilor de celule cunoscute şi a noilor stări celulare în cele patru regiuni principale cunoscute în prezent în sân, inclusiv zonele lobulare producătoare de lapte, zonele ductale care transportă laptele, ţesutul conjunctiv compus din fibroblaste şi zonele adipoase alcătuite în principal din ţesut adipos.
Cercetătorii au fost surprinşi să afle că 16,7% din toate celulele găsite în ţesutul mamar normal erau compuse din celule imunitare, inclusiv cele trei tipuri principale: mieloide, celule T natural killer (NK) şi celule B.
Oamenii de ştiinţă au crezut până acum că în ţesutul normal se găsesc puţine celule imune.
În plus, aceste celule imune erau localizate în principal în jurul canalelor şi lobulilor în trei dintre cele patru regiuni majore ale ţesutului.
Înţelegerea pe deplin a acestor celule imune diferite ar putea ajuta la dezvoltarea unor imunoterapii mai eficiente pentru unele subtipuri de cancer de sân, a explicat Navin, precum şi la definirea rolului lor în progresia cancerului de sân.
Cercetătorii au descoperit, de asemenea, o cantitate neaşteptat de mare (7,4%) de celule perivasculare, inclusiv pericite, care reglează fluxul sanguin din capilare în ţesuturi, şi celule musculare netede vasculare, care reglează contracţiile arterelor.
Vârsta, menopauza şi etnia joacă un rol în diferite tipuri şi stări celulare
Studiul a evidenţiat diferenţe semnificative în compoziţia ţesutului mamar şi în stările celulare care au depins de etnie, vârstă şi starea de menopauză.
De exemplu, femeile afro-americane sunt afectate în mod disproporţionat de subtipuri agresive de cancer de sân, cum ar fi cancerul de sân triplu negativ şi cancerul de sân inflamator, dar se cunosc puţine lucruri despre cauzele care stau la baza acestei disparităţi.
Diferenţele observate în stările de bază ale celulelor din ţesuturile mamare de la femeile afro-americane şi de la femeile caucaziene ar putea, cu ajutorul unor cercetări suplimentare, să evidenţieze potenţiali markeri pentru predicţia riscului de cancer.
În plus, au existat diferenţe semnificative în ţesuturile mamare de la femeile cu vârsta de peste 50 de ani în comparaţie cu femeile mai tinere, precum şi diferenţe în stările celulare în funcţie de starea de menopauză.
Obezitatea, indicele de masă corporală, starea de graviditate şi densitatea sânului au arătat, de asemenea, unele diferenţe mai mici în ceea ce priveşte modificările tipurilor şi stărilor celulare.
Autorii subliniază faptul că sunt necesare mai multe studii pentru a înţelege mai bine rolul funcţional al multora dintre aceste stări celulare şi pentru a se concentra asupra altor factori care ar putea avansa în mod semnificativ cunoştinţele despre biologia şi bolile sânului uman.
Proiectul Human Breast Cell Atlas este în curs de desfăşurare şi recrutează în mod activ participanţi pentru a dezvolta şi îmbunătăţi seturile de date, dar datele sunt disponibile acum în mod gratuit pentru accesul cercetătorilor.
