Om echt te begrijpen hoe het menselijke lichaam werkt – en hoe het ziek wordt – heb je een berg informatie nodig.
Je moet weten uit wat voor cellen elk weefsel is opgebouwd; welke genen, eiwitten en andere moleculen in elk daarvan aan de slag zijn; welke processen hun activiteit aansturen; waar de cellen zich bevinden; hoe de wisselwerking ertussen doorgaans verloopt; en wat er met ons lichaam gebeurt als er in een van die cellen een genetische of andere verandering optreedt.
Open platform
Die kennis bijeengaren lijkt onbegonnen werk. Toch heeft een internationaal consortium er zijn tanden in gezet. Het project heet de Human Cell Atlas.
De onderzoekers staken van wal in oktober 2016. Ook het Chan Zuckerberg Initiative heeft zich geëngageerd. In juni kondigde het aan financiële en technische ondersteuning te zullen bieden voor een open platform voor gegevensdeling. Zo kunnen onderzoekers binnen en buiten het project alle vergaarde kennis gebruiken en delen.
De atlas, die informatie van bestaande en toekomstige projecten wil samenbrengen, is mogelijk geworden dankzij een rist technologische ontwikkelingen. Zo kunnen we vandaag beter cellen isoleren en celeiwitten, de werkpaarden van het lichaam, identificeren. We kunnen sneller en goedkoper DNA en RNA in kaart brengen. Het project is geïnteresseerd in elke ‘oom’: het genoom (het geheel van alle genen), het transcriptoom (het RNA gemaakt van de genen), het proteoom (de eiwitten), het metaboloom (kleine moleculen zoals suikers, vetzuren en aminozuren betrokken of aangemaakt bij celprocessen) en het fluxoom (stofwisselingsreacties). Al die informatie zal in verschillende subregio’s van de cellen georganiseerd worden. Zo krijg je een simulatie van alle soorten lichaamscellen en alle toestanden die ze aannemen. Die moet tot nieuwe inzichten leiden in hoe ziekten zich ontwikkelen en hoe we kunnen ingrijpen.
Eiwitten
Een van de meest gevorderde puzzelstukken van de celatlas is de Human Protein Atlas. Die databank wordt voortdurend bijgewerkt en geeft een idee wat voor inspanning zo’n onderneming vereist.
De Human Protein Atlas maakt een overzicht van het merendeel van de menselijke genen die voor eiwitten coderen. De informatie is gebaseerd op onderzoek van het genoom, het transcriptoom, het proteoom en de antilichamen (die verraden waar een gen zich bevindt). Sinds het project in 2003 van start is gegaan, zijn er al ongeveer 100 mensjaren aan software-ontwikkeling in gekropen om de gegevens bij te houden en te organiseren voor systeembrede analyse. Pathologen hebben ruim 10 miljoen beelden van commentaar voorzien. De atlas bevat ook een kaart die de locatie weergeeft van meer dan 12.000 eiwitten in 30 subcompartimenten of organellen van verschillende cellen.
Al die informatie staat vrij ter beschikking van de onderzoeksgemeenschap. Gebruikers kunnen in de databank alle grote organen en weefsels doorzoeken. Ze kunnen ook op zoek gaan naar eiwitten met bepaalde eigenschappen. Eiwitten die instaan voor het celonderhoud, bijvoorbeeld, of die enkel in bepaalde weefsels voorkomen. De databank kan ook helpen om het kluwen van dynamische wisselwerkingen die het leven vormen in kaart te brengen. Ze kan ook de ontwikkeling van nieuwe medische behandelingen aandrijven.
Het wordt een titanenwerk om een overzicht te maken van alle cellen, maar de atlas zal van onschatbare waarde zijn voor een betere gezondheidszorg op maat van de patiënt.
