V hodinách biologie se učíme, že buňka představuje základní stavební i funkční jednotku živých organismů. Na počátku života je jediná buňka, která se vzápětí začíná nepřetržitě dělit a specializovat, aby dala vzniknout specifickým tkáním a orgánům. Jednotlivé buňky v lidském těle se vzájemně liší; mají různé fyziologické funkce, fyzikální vlastnosti a složení svých stavebních kamenů – organel.
Buňky spolu interagují v závislosti na své funkci a prostředí, ve kterém se vyskytují. Místo buňky si můžeme představit dospělého člověka, který se jinak chová v práci k podřízeným a jinak doma ke svým blízkým. Modulací svého chování a jednání tak může do jisté míry ovlivňovat myšlení a postoje lidí kolem sebe. Stejně tak fungují i buňky. Příkladem jsou rakovinné buňky, které regulují funkci a chování buněk v okolí. Proto je nanejvýš důležité včas identifikovat tyto „špatně se chovající“ maligní buňky, aby bylo možné zabránit jejich vývoji v metastatické rakovinné buňky.
Docent Powell (Garvan Institut of Medical Research, Darlinghurst, Sydney, Australia) vysvětluje, že klasifikace buněk se obvykle provádí identifikací povrchových buněčných markerů pomocí technologie zvané průtoková cytometrie. Nedostatkem této metody je fakt, že navzdory identickým povrchovým znakům mohou buňky reagovat rozdílně. Profesor Powell uvádí jako důkaz pro své tvrzení zmíněné rakovinné buňky, které na průtokovém cytometru vypadají stejně, ale pouze jejich část má potenciál metastazovat.
Pro pochopení chování buněk musíme jít hlouběji. Každá buňka organismu obsahuje stejný soubor genů, ale ne všechny jsou aktivní. Právě zapínáním a vypínáním jednotlivých genů a regulací jejich aktivity dochází k diferenciaci buněk a rozdílným reakcím na podněty z okolí.
Tým docenta Powella vyvinul novou techniku pro identifikaci jednotlivých typů buněk, tzv. „scPred“. „scPred“ je založena na sekvenování jednotlivých molekul RNA a umožňuje snímat aktivitu genů pouze v jedné dané buňce. Analýzou získaných dat bylo detekováno obrovské množství informací o rozdílech mezi jednotlivými buňkami. Na základě těchto informací byla zahájena tvorba „knihovny lidských buněk“, aby byla možná snazší identifikace stejného typu buněk u různých lidí.
Ve svém příspěvku publikovaném v časopise Genome Biology vědci předložili nadějné výsledky své studie. Při analýze vzorků buněk kolorektálního karcinomu se jim podařilo identifikovat rakovinné buňky s přesností více než 98%. Metoda „scPred“ neumožňuje pouze dřívější detekci onemocnění. Informace o aktivitě jednotlivých genů mohou pomoci i s výběrem vhodných léků a léčebných postupů. Poskytuje tak novou naději v pochopení imunopatogeneze a vývoji obranné strategie proti různým onemocněním.
Zdroj:
Garvan Institute of Medical Research. „A way to ‚fingerprint‘ human cells.“ ScienceDaily. ScienceDaily, 11 December 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191211215908.htm
Jose Alquicira-Hernandez, Anuja Sathe, Hanlee P. Ji, Quan Nguyen, Joseph E. Powell. scPred: accurate supervised method for cell-type classification from single-cell RNA-seq data. Genome Biology, 2019; 20 (1) DOI: 10.1186/s13059-019-1862-5
