Das neue Corona-Virus dringt in Zellen, die den sport bestimmte Moleküle auf Ihrer Oberfläche. Ein Netzwerk von Forschern erkannt, dass Sie bereits die Daten, die zur Identifizierung dieser Zellen.
Bevor es erkranken Menschen, die neue coronavirus, muss zuerst schleichen sich in Ihren Zellen. Aber nicht jede Zelle zu tun. Das virus kann geben Sie nur solche mit einer bestimmten Kombination von Molekülen auf Ihren Oberflächen.
Früher in diesem Jahr, eine Gruppe von Wissenschaftlern aus der ganzen Menschlichen Zelle-Atlas-Projekt realisiert, dass Sie Aussehen könnte, für diese Moleküle, die auf Zellen im ganzen Körper—mit Daten, die Sie schon gesammelt von gesunden Menschen.
Mit Informationen von mehr als 4 Millionen menschlicher Zellen, aus Menschen vieler verschiedener Altersstufen, die Wissenschaftler identifizierten Orte der virus, genannt SARS-CoV-2, kann dringen in die Körper. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass das virus möglicherweise in der Lage, mehr Arten von Zellen als bisher angenommen. Die Arbeit bietet auch Hinweise über zwei zentrale SARS-CoV-2 Fragen: Wie kann der virus Schaden, so viele verschiedene Organe und warum manche Menschen sind anfälliger für Infektionen. Das team veröffentlicht eine vorläufige Analyse auf bioRxiv am April 20, 2020.
Eine massive Zusammenarbeit von fast 200 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus diesem Aufwand möglich, sagt Aviv Regev, einer der Mitarbeiter und ein Howard Hughes Medical Institute Investigator an der Massachusetts Institute of Technology. „Durch die Rallye zusammen und teilen erhobenen Daten für andere Zwecke, wir könnten Rückschlüsse konnten wir nicht bekommen haben auf andere Weise“, sagt Sie. „Dies geschah, weil der SARS-CoV-2. Und die Menschliche Zelle-Atlas-Netzwerk hat uns geholfen, Drehpunkt schnell. Wissenschaft normalerweise nicht so.“
Ein umfassendes Bild
Regev, wie die meisten der Wissenschaftler, die am Projekt beteiligt sind, ist Teil der Menschlichen Zelle-Atlas. Ab 2016, die Atlas brachte die Biologen aus der ganzen Welt, um gründlich zu beschreiben, jeder Zelltyp im Körper. Dabei benötigt Sie zu sammeln und freigeben von Daten.
Als COVID-19, die Krankheit, die durch den virus, zu verbreiten, Lungen-Zell-Forscher entschieden, um zu sehen, was Sie lernen konnten aus Informationen, die Sie hatte zur hand, sagt Martijn Nawijn, eine Atlas-Mitglied, Studien mit chronischen Atemwegserkrankungen an der Universität von Groningen in den Niederlanden. „Wir hatten bereits zusammengearbeitet, und die Infrastruktur war schon da, so konnten wir schnell reagieren“, sagt er. Die Anstrengung, die schnell erweitert, um auch weitere Teile des Körpers.
Die Forscher hatten zuvor gesammelten RNA-expression von einzelnen Zellen mit einer Technik namens einzelne Zelle RNA-Seq. Diese Daten lassen Sie identifizieren die expression der Gene, die Kodieren für Moleküle auf den Zellen Oberflächen—eine entscheidende information für Wissenschaftler, die studieren, SARS-CoV-2. Der virus nutzt zwei solche Moleküle in die Zellen eindringen: ein rezeptor namens ACE2 und ein Enzym bekannt als eine protease.
Die Wissenschaftler wollten Umfrage, die der Körper für die Zellen mit beiden Moleküle; diese Zellen sind potenziell anfällig für SARS-CoV-2-Infektion. Jedes Labor in der Regel einzelne Zelle RNA-seq Daten aus nur einer relativ kleinen Anzahl von Individuen, also Gruppen von Wissenschaftlern zusammen zu arbeiten. Die Analyse des Teams derzeit umfasst 117 Datensätze, darunter 22 für die Lunge und Atemwege, obwohl eine zusätzliche 10 Datensätze Hinzugefügt werden, Nawijn sagt.
Bisher hat sich die Zusammenarbeit ergab vier Papiere. Ein, veröffentlicht 23. April in der Natur-Medizin, der eher begrenzte Daten zu lokalisieren bestimmten Nasen-Zellen als wahrscheinliche Standorte für virale Infektionen und die übertragung. Die bioRxiv Papier, das noch nicht gegangen, die durch den wissenschaftlichen überprüfung bekannt als peer-review, skizziert ein umfassendes Bild mehr.
Hinweise auf eine komplexe Krankheit
COVID-19 kills viele Patienten, die von stark zu schädigen Ihre Lunge, aber es wurde zunehmend klar geworden, dass die Krankheit verursacht Verletzungen auch anderswo, und das kann auch zum Tod führen. Auch Patienten mit leichten Fällen können Sie erleben Verlust von Geruch und Geschmack, manchmal Durchfall, und nur selten Hautveränderungen. Inzwischen, Patienten mit schweren Erkrankungen erleben können Herz-und Nierenversagen, spontane Blutgerinnsel, Schlaganfall und sogar Krampfanfälle. Niemand vollständig versteht, warum, aber das team die Erkenntnisse könnten helfen.
„Die Daten gute Anhaltspunkte, um einige der COVID-19-Rätsel, einschließlich der weitreichende organbeteiligung bei unseren Patienten gesehen“, sagt Naftali Kaminski, einen Arzt, Wissenschaftler und Atlas-Mitglied. Kaminski ist der Chef der Lungen -, kritischen Sorgfalt und der Schlafmedizin an der Yale University Medical School, und seine Arzt-Fakultät sind an der Spitze der Pflege für kritisch kranke Patienten mit COVID-19. In der Analyse, zum Beispiel, die key-Eingabe-Moleküle aktiviert, die bis in den Geweben über den ganzen Körper, von den Zellen Auskleidung der Lunge zu den Zellen in Herz, Gehirn und Nieren. Dieses möglicherweise erklärt, wie, wenn immer deaktiviert, das virus breitet sich aus und schädigt die Körper-Orgel durch Orgel.
Die neue Studie bietet auch Hinweise über die Immunantwort Beitrag zu der Erkrankung. Ärzte haben festgestellt, dass COVID-19 senden kann, das Immunsystem in Schnellgang, mit der Aufforderung dem Körper Schaden. In der Tat sind die Zellen mit den viralen Eintritt Moleküle auch ausgedrückt immun-Gene bereit für die Aktion, die Wissenschaftler gefunden. Diese Gene könnten möglicherweise dazu beitragen, die körpereigene überreaktion, sagt Kaminski.
Andere klare Muster herausgebildet haben, die in der Pandemie: die Krankheit mehr stark beeinflusst Männer, ältere Menschen und Raucher. Das team wollte sehen, ob sich diese Unterschiede zeigten sich auf der zellulären Ebene. Die Vergleiche ergaben, dass die beiden Moleküle sind im Allgemeinen auf höheren Ebenen in Männer und Ebenen sind in der Regel mit dem Alter zunehmen. Die Wirkung des Rauchens benötigt weitere Studie, sagen Sie.
Die Studie Schlussfolgerungen kommen mit einer großen Einschränkung, Regev Punkte aus. Da die Analyse stützte sich auf Zellen von gesunden Menschen, jene Zellen identifiziert, die als potenziell anfällig für SARS-CoV-2 sind nur Vorhersagen, sagt Sie. Finden Sie heraus, was wirklich passiert, während der Infektion, Atlas Wissenschaftler nun untersuchen die Zellen von COVID-19 Patienten.
