A gerincvelő-sérülések (SCI, spinal cord injuries) igencsak feladják a leckét az orvosoknak, az ilyen problémákat szinte lehetetlen gyógyítani. Az emberi gerincvelő ugyanis a tudomány által ismert egyik legösszetettebb biológiai rendszer: különböző típusú sejtek mechanikai, kémiai és elektromos elrendezése, amelyek harmonikusan működnek együtt számos neurológiai funkció létrehozásában és szabályozásában. Ez a sejtkomplexitás felelős többek között a gerincvelő sérülése által okozott bénulás hatékony kezelésének nehézségeiért.

Éppen ezért mondható igazi mérföldkőnek svájci kutatók eredménye. Sikerült megalkotniuk egerek gerincvelő-sérülésének négydimenziós modelljét, ami képes megmutatni, hogy miként reagál a gerincvelő közel félmillió sejtje az eltérő súlyosságú sérülésekre. A sejtatlasz nevű modell segíthet a kutatóknak megválaszolni az eddig megoldatlan kérdéseket, és új kezelési módszereket kidolgozni a gerincvelő-sérülésben szenvedők számára.

A kutatók két innovatív technológiát is bevetettek a rágcsálómodellek gerincvelő-sérüléseit mutató, első átfogó sejttérkép elkészítéséhez. Az egysejtű szekvenálás az egyes sejtek genetikai felépítését vizsgálta. Ez a módszer nem új, viszont a közelmúltban elért fejlemények tették lehetővé a felskálázást, amelynek köszönhetően részletes áttekintést lehet több millió gerincvelősejtről. A térbeli transzkriptomika egy élvonalbeli technológia, amely megmutatja, hol történnek a sejttevékenységek. Ez kiterjesztette a térképet a teljes gerincvelőre, megőrizve a térbeli összefüggéseket és a különböző sejttípusok közötti kapcsolatokat.

Az így szerzett adatmennyiség olyan hatalmas volt, hogy új gépi tanulási technikákat kellett kifejleszteni a feldolgozásukhoz. Ez a számítási megközelítés arra használja fel a mesterséges intelligenciát, hogy ne csak az egyes sejtek azonnali genetikai válaszait ábrázolja, hanem ezeket a válaszokat a gerincvelő fizikai és időbeli síkján is elhelyezze.

Ez a részletes térkép nemcsak azt mutatja meg, hogy mely sejtek érintettek, hanem azt is, hogy miként lépnek kapcsolatba egymással, és hogyan változnak a sérülés és a felépülési folyamat során. Ez a tudás döntő fontosságú lehet olyan kezelések kifejlesztéséhez, amelyek specifikusak az adott sejtekhez és egyedi követelményekhez a különböző sérülések helyreállításánál. Ezzel megnyílhat az út a hatékonyabb és személyre szabott terápiák felé.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.