Die weltweit angelegte Initiative zur Erstellung eines „Human Cell Atlas“ hat bedeutende Fortschritte im Verständnis von Krankheiten wie chronischen Darmerkrankungen und Arthritis erzielt. Das ambitionierte Projekt bietet eine neue Perspektive auf die Rolle menschlicher Zellen in Gesundheit und Krankheit.

Seit dem Start des Projekts im Jahr 2017 haben Tausende Wissenschaftler in über 100 Ländern mehr als 100 Millionen Zellen von über 10.000 Menschen analysiert. Am Mittwoch veröffentlichten Forscher über 40 Fachartikel in Nature und verwandten Journals, die erste Ergebnisse zusammenfassen. Dazu zählen unter anderem Erkenntnisse über die Auswirkungen von Covid-19 auf die Lunge und den Einfluss genetischer Variationen auf die Krankheitsanfälligkeit.

„Der Atlas fungiert wie eine Art ‚Google Maps‘ für die Zellbiologie“, erklärte Sarah Teichmann, Mitbegründerin und Co-Vorsitzende des Projekts. Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz wurden komplexe biologische Datensätze analysiert, um Muster und Mechanismen in Zellen zu entschlüsseln. Dies sei entscheidend, um präzisere Diagnosen, neue Therapieansätze und innovative regenerative Medizin zu entwickeln, so Teichmann weiter.

Besonders hervorzuheben ist die Identifikation einer Zellart im Darm, die mit Entzündungen in Verbindung gebracht wird. Diese Erkenntnis könnte bei der Behandlung von schmerzhaften Erkrankungen wie Colitis ulcerosa und Morbus Crohn wegweisend sein.

Ein weiteres Forschungsergebnis umfasst eine Karte der menschlichen Skelettentwicklung, die Einblicke in die Ursachen von Arthritis bietet. Zudem untersuchten Wissenschaftler, wie Gene die Versorgung von Embryos im Mutterleib durch die Plazenta steuern.

Jeremy Farrar, Wissenschaftsdirektor der Weltgesundheitsorganisation, bezeichnete die Studien als „bahnbrechend“ und lobte die Fortschritte in der Kartierung menschlicher Zellen. „Wir sind der vollständigen Kartierung aller Zelltypen und ihrer Veränderungen im Laufe unseres Lebens einen großen Schritt näher gekommen.“

Besonderes Augenmerk legt das Projekt auf die globale Diversität der gesammelten Daten, um Verzerrungen durch eine Überrepräsentation von Menschen aus reichen Ländern zu vermeiden. Initiativen wie ein asiatischer Immundiversitätsatlas und Covid-19-Analysen aus Malawi unterstreichen diesen Ansatz.

Eric Topol, Direktor des Scripps Research Translational Institute in Kalifornien, lobte die Arbeit als „Meilenstein in einem monumentalen wissenschaftlichen Unterfangen“. Dennoch stehe noch viel Arbeit bevor, um die vollständige Vielfalt der geschätzten 37 Billionen menschlichen Zellen zu verstehen.

Die Fortschritte des Projekts stehen im Kontext anderer wissenschaftlicher Durchbrüche. Google DeepMind hat in diesem Jahr eine neue Version seines AlphaFold-Modells vorgestellt, das Proteinstrukturen und ihre Wechselwirkungen noch präziser vorhersagen kann.