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Räumliche transkriptomische Genkartierung liefert neue Erkenntnisse über entzündliche Darmerkrankungen
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Räumliche transkriptomische Genkartierung liefert neue Erkenntnisse über entzündliche Darmerkrankungen
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Forscher der Karolinska-Hochschule in Schweden analysierten die Genexpression im Dickdarm von Mäusen mit einer Technik namens Spatial Transcriptomics (st) und erstellten eine Karte, die den Ort der Expression eines einzelnen Gens im Gewebe zeigt. Als sie die Karte mit bereits bekannten menschlichen Transkriptionsdaten überlagerten, konnten die Forscher ein neues Verständnis der entzündlichen Darmerkrankung (IBD) gewinnen.
Die Transkriptionsaktivität einer einzelnen Zelle im Dickdarm wird mit einer Technik namens st genomics kartiert. Dies ist das erste Mal, dass jemand die Genexpression des gesamten Darms visualisieren kann, einschließlich der Gesundheit und der Erholung nach einer Verletzung.
Der Einsatz der räumlichen, transkriptomgesteuerten Visualisierungstechnologie ermöglicht es den Forschern, mehrere bisher unbekannte Aspekte zu entdecken, wie z. B. die Tatsache, dass der Dickdarm in mehr Teile unterteilt ist als bisher angenommen.
Als die Ergebnisse mit bekannten Transkriptionsdaten aus menschlichem Gewebe kombiniert wurden, stellten die Wissenschaftler fest, dass die Lage einiger Darmzellen bei Mäusen und Menschen gleich war, was das Modell zu einem Werkzeug machte, um zu verstehen, wie verschiedene Krankheiten, wie z. B. IBD, Darmzellen beeinflussen.
In einer früheren Studie hatte das Team um Eduardo J. Villablanca gezeigt, dass Colitis ulcerosa in zwei Untergruppen mit unterschiedlicher Genexpression unterteilt werden kann. Anhand der neuen Karte fanden sie heraus, dass Gene für schwieriger zu behandelnde Krankheiten in stärker geschädigtem Gewebe zu finden sind.
Ebenso kann die Genkarte genutzt werden, um den aktiven Standort menschlicher Zellen im Dickdarm zu erkennen, was einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung neuer Therapien und Medikamente leisten kann.
Die räumliche Transkriptomik wurde von Wissenschaftlern des kth Royal Institute of Technology und der Karolinska Hochschule im scilifelab entwickelt. Sie kann die Genexpression in Geweben sichtbar machen. Um jedoch lange röhrenförmige Organe wie den Dickdarm sichtbar zu machen, wandten die Forscher hinter der Studie die Technologie auf eine neuartige Weise an. Indem sie den Dickdarm wie eine Schweizer Rolle aufrollten, gelang es ihnen, die gesamte Genexpressionskarte eines langen Organs zu erfassen und abzubilden.
Die Forscher wollen nun die gleiche Methode anwenden, um ähnliche Karten für alle Verdauungsorgane vom Mund bis zum Rektum zu erstellen. Ihr Ziel ist es, Referenzkarten für die Genexpression in all diesen Geweben zu erstellen.
Die Genkarte des gesamten Verdauungsorgans wird in vielerlei Hinsicht eine Rolle spielen, z. B. bei der Erforschung der Beziehung zwischen Darmbakterien und der Genexpression von Zellen sowie beim besseren Verständnis der Auswirkungen verschiedener Ernährungsweisen auf die Funktionen der Organe.
Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature communications veröffentlicht.
