Selin Qravot-Şüppel, Helmholtz Alman Tədqiqat Mərkəzləri Assosiasiyası

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Bütün bədən 3D rekonstruksiyası. Müəllif: Ertürk Laboratoriyası | Helmholtz Münhen

Piylənmə maddələr mübadiləsi və yağ yığılmasından daha çox şeyə təsir edir. O, bir çox orqan sistemində immun fəaliyyətini, sinir quruluşunu və toxuma təşkilatını dəyişdirir və 2-ci tip diabet, ürək-damar xəstəlikləri, insult, neyropatiya və xərçəng də daxil olmaqla xəstəliklərin riskini artırır. Lakin bu sistem təsirlərinə baxmayaraq, tədqiqatçılar bütöv orqanizmlərdə bütün bədəndə xəstəliklə əlaqəli dəyişiklikləri yüksək dəqiqliklə öyrənə bilən vasitələrə malik deyillər.

Helmholtz Münhen Bioloji Kəşfiyyat İnstitutunun (iBIO) direktoru və LMU-nun professoru professor Əli Ertürkün rəhbərlik etdiyi bir qrup, bütün bədənin bioloji görüntüləmə məlumatlarını təhlil etmək üçün hazırlanmış təməl modelə əsaslanan dərin öyrənmə alqoritmləri dəsti olan MouseMapper hazırlayıb. Çərçivə, bədəndəki sinirləri və immun hüceyrələrini kəmiyyətcə xəritələşdirərkən avtomatik olaraq 31 orqan və toxuma növünü seqmentləşdirir və bu da bütöv siçanlarda hərtərəfli çoxsistemli analizə imkan verir.

“MouseMapper təməl model üzərində qurulub, yəni əvvəlcə öyrədildiyi məlumatlardan daha çox ümumiləşdirir”, Nature jurnalında dərc olunmuş tədqiqatın həmmüəllifi Ying Chen deyir .

Bütün şəffaf siçanın içinə baxmaq

Tədqiqatçılar bütün bədən xəritələrini yaratmaq üçün siçanlarda sinir və immun hüceyrələrini mikroskop altında görünən flüoresan markerlərlə etiketlədilər. Daha sonra onlar toxuma təmizləmə üsullarından istifadə edərək heyvanları şəffaf hala gətirdilər və flüoresan siqnalları qoruyub saxladılar. Bu üsulla bütöv bədənlərin dərinliklərində görüntüləmə aparmağa imkan verdilər.

Xüsusi işıq vərəqi mikroskopiyasından istifadə edərək , komanda bütün siçanların ətraflı üçölçülü şəkillərini çəkərək orqan və toxumalar arasında on milyonlarla hüceyrə quruluşunu ehtiva edən məlumat dəstləri yaratdı. Daha sonra MouseMapper bu məlumatları avtomatik olaraq təhlil edərək sinirləri, immun hüceyrə qruplarını və bədəndəki anatomik bölgələri müəyyən etdi.

Bu, tədqiqatçılara tədqiqatçıların müəyyən maraq sahələrini əvvəlcədən seçmələrini tələb etmədən, yağ, əzələ, qaraciyər və periferik sinirlər də daxil olmaqla müxtəlif toxumalarda iltihabın və struktur zədələnmənin harada baş verdiyini dəqiq müəyyən etməyə imkan verdi.

Siçandan insana qədər piylənmə ilə bağlı yeni anlayışlar

Piylənmənin bədəni necə dəyişdirdiyini araşdırmaq üçün tədqiqatçılar siçanlara insanlarda müşahidə edilənə bənzər piylənmə və metabolik disfunksiyaya səbəb olan yüksək yağlı pəhriz verdilər. MouseMapper-in tətbiqi bədəndə həm immun hüceyrə quruluşunda, həm də sinir arxitekturasında geniş yayılmış dəyişiklikləri aşkar etdi.

Ən təəccüblü tapıntılardan biri, üz hissiyyatı və motor funksiyalarından məsul olan əsas üz siniri olan trigeminal sinirin bir hissəsində struktur dəyişikliyi idi. Piylənmiş siçanlarda bu duyğu sinirlərinin ucları və budaqları daha az idi ki, bu da normal sinir funksiyasının itirilməsini göstərir. Davranış təcrübələri daha sonra göstərdi ki, heyvanlar arıq siçanlara nisbətən duyğu stimullaşdırmasına daha az reaksiya verir və bu da struktur zədələnməsini duyğu funksiyasının pozulması ilə əlaqələndirir.

Tədqiqatçılar daha sonra üz hissiyyat neyronlarının hüceyrə bədənlərini ehtiva edən quruluş olan trigeminal qanqlionu araşdırdılar. Məkan proteomikasından istifadə edərək, onlar sinirlərin yenidən qurulması və iltihabı ilə əlaqəli molekulyar dəyişiklikləri müəyyən etdilər. Diqqətəlayiq haldır ki, eyni molekulyar imzaların çoxu piylənmədən əziyyət çəkən insanların trigeminal toxumasında da aşkar edilmişdir ki, bu da siçanlarda müşahidə edilən piylənmə ilə əlaqəli sinir dəyişikliklərinin insanlarda da baş verdiyini göstərir.

“Biz trigeminal qanqlionda və onun üz budaqlarında əvvəllər məlum olmayan struktur və molekulyar dəyişikliklər aşkar etdik və eyni molekulyar imza insan toxumasında qorunub saxlanıldı. Bu cür tapıntı sadəcə bir orqanı bir anda araşdırmaqla ortaya çıxa bilməz”, – deyə Münhen Helmholtz Diabet və Xərçəng İnstitutunun (IDC) baş elmi işçisi və tədqiqatın ilk müəllifi Dr. Doris Kaltenecker bildirib.

Sistemik xəstəlikləri öyrənmək üçün platforma

Piylənmədən başqa, tədqiqatçılar MouseMapper-in diabet, xərçəng, neyrodegenerasiya və autoimmun xəstəliklər də daxil olmaqla birdən çox orqan sisteminə eyni vaxtda təsir edən mürəkkəb xəstəliklərin öyrənilməsini dəyişdirə biləcəyinə inanırlar. Seçilmiş orqan və ya toxumalara yönəlmiş əvvəlki metodlardan fərqli olaraq, MouseMapper orqanizmdə xəstəlik “qaynar nöqtələrini” müəyyən edə bilən inteqrasiya olunmuş bütün bədən analiz platforması təqdim edir.

Komanda, bütün bədən məlumat dəstlərini onlayn olaraq ictimaiyyətə təqdim etdi və bu da dünya miqyasında alimlərə toxumalarda və orqan sistemlərində piylənmə ilə əlaqəli dəyişiklikləri araşdırmağa imkan verdi.

“Məqsədimiz xəstəliklərin bədənə qarşılıqlı əlaqəli bir sistem kimi necə təsir etdiyini anlamaq üçün hərtərəfli bir çərçivə yaratmaqdır”, Ertürk deyir. “Uzunmüddətli vizyonumuz sağlamlıq və xəstəlik sahəsində həqiqətən real rəqəmsal siçan əkizləri yaratmaqdır: silika hesablama yolu ilə sorğulaya, poza və yoxlaya biləcəyimiz hüceyrə səviyyəli atlaslar. Bu, bizə xəstəliyin səbəb olduğu ən erkən dəyişiklikləri müəyyən etməyə, onların qarşısını almaq üçün müdaxilələr hazırlamağa və yeni müalicələrin kəşfini sürətləndirməyə imkan verəcək, eyni zamanda aparmalı olduğumuz fiziki təcrübələrin sayını azaldacaq.”

Nəşr detalları

Doris Kaltenecker və digərləri, Dərin öyrənmə çərçivəsi hüceyrə səviyyəsində bütün bədən pozğunluqlarını aşkarlayır, Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10535-2

Jurnal məlumatı: Təbiət