Nytt atlas over celler i tarmen – kan bidra til nye behandlingsformer

Vi har laget et meget omfattende kart over cellene i tarmen. Kartet inneholder en detaljert beskrivelse av 1.6 millioner celler fordelt på 136 celletyper fra både frisk og syk tarm.

Foto: OUS

Ved å bruke dette celleatlaset finner vi at en celletype som normalt bare finnes i magesekken også utvikler seg i tarmslimhinnen hos pasienter med kronisk tarmbetennelse.

I motsetning til magesekken, hvor denne celletypen beskytter mot vevsskade, viser vi at disse cellene kan bidra til forverrelse av betennelsen ved de kroniske tarmsykdommene ulcerøs kolitt og Crohns sykdom.

Samarbeid med Cambridge

Studien, som er et samarbeid mellom Avdeling for patologi og forskere i Cambridge i England ble nylig publisert i tidsskriftet Nature, har innlemmet og harmonisert enkeltcelle-data fra 25 studier som inkluderer celler fra frisk og syk slimhinne fra munnhule, spiserør, magesekk, tynntarm og tykktarm. Dette er til dags dato verdens største atlas over celler i tarmen.

Studien er en meget verdifull ressurs for å identifisere sentrale forandringer i vevet som er årsak til sykdom og som kan være mål for utvikling av nye behandlingsformer.

Foto: Mark Thompson

Tarmsykdommer er et stort helseproblem

Mange millioner mennesker verden over er plaget med kronisk tarmsykdommer. For eksempel ha over 7 millioner pasienter de kroniske betennelsessykdommene ulcerøs kolitt og Crohns sykdom.

Bare i Norge har over 25.000 pasienter disse sykdommene. De debuterer ofte i ung alder og varer ofte livet ut. Begge sykdommene er kjennetegnet med magesmerter, diare, blødninger, og uttalt tretthet.

Tykktarmskreft er en alvorlig kreftsykdom og er den tredje vanligste kreftformen i Norge. Denne kreftformen har betydelig dødelighet og det er et stort behov for å finne nye behandlingsformer for denne sykdommen.

Særlig bekymringsfullt er det at Norge skiller seg ut med meget høy forekomst av tarmkreft blant unge. Unge pasienter med tykktarmskreft har vist seg og ha dårlig prognose og være vanskelig å behandle.

Nye muligheter for forskning på tarmsykdommer

Det er mange forskere verden over som forsker på tarmsykdommer med såkalte enkelt-celle-sekvensering. Det vil si at de ser på hvilke gener hver enkelt celle uttrykker. En stor utfordring med slike studier er at det brukes ulike metoder som gjør det vanskelig å sammenlikne resultatene.

I vår studie har vi utviklet nye metoder hvor vi har innlemmet og harmonisert data fra 25 slike studier på en standardisert måte. Fordi celleatlaset og metodene er fritt tilgjengelig gjør det at forskere kan bruke atlaset interaktivt og legge til nye data for å utvikle atlaset videre.

Et felles atlas over alle celler i kroppen

Vårt arbeid inngår i et verdensomfattende forskningsinitiativ hvor målet er å kartlegge alle celler i menneskekroppen («The Human Cell Atlas»). Forskningsgrupper over hele verden undersøker celler i alle kroppens organer som for eksempel hjerne, hjerte, lunger og nyrer. På denne måten får vi et meget detaljert bilde av alle celletyper i kroppen.  

Fram til i dag har man fokusert på friskt vev for å bestemme hvordan kroppens organer fungerer normalt, men atlaset bygges etter hvert ut med vev fra sykdom.

I vår studie har vi ved siden av normal tarm også undersøkt vev fra betennelses-sykdommene cøliaki, ulcerøs kolitt, Crohns sykdom og kreft i magesekk og tykktarm.

Ny forståelse av ulcerøs kolitt og Crohns sykdom

For patologer som diagnostiserer sykdom med mikroskopiske undersøkelser har det lenge vært kjent at celler i magesekken – såkalte pylorusepitelceller – også kan sees i tarmslimhinnen ved ulcerøs kolitt og Crohns sykdom.

Disse cellene har beskyttende effekt i magesekken og man har trodd de også har en beskyttende effekt ved kronisk betennelse i tarmen.

I vår studie fant vi til vår overraskelse at når «pylorusepitelcellene» opptrer i tarmen så beskytter de ikke mot betennelse, men bidrar til å forverre betennelsen.

Strategier for å behandle kronisk betennelse er i stor grad målrettet mot molekyler og enkeltceller. Vårt funn kan ha betydning for å finne nye «mål» for slik behandling.

Nyttige lenker

• Lenke til studien: Nytt atlas over celler i hele kroppen 
• Humancellatlas sine nettsider.
• Artikkelen publsiert i Nature
• Avdeling for patologi ved Oslo universitetssykehus HF