Νέα ψηφιακή πλατφόρμα επιτρέπει την τρισδιάστατη εξερεύνηση ανθρώπινων οργάνων έως και σε κυτταρικό επίπεδο

Μια καινοτόμος τρισδιάστατη ψηφιακή πλατφόρμα ανοιχτής πρόσβασης δίνει τη δυνατότητα σε επιστήμονες αλλά και στο ευρύ κοινό να εξερευνούν με πρωτοφανή λεπτομέρεια τα ανθρώπινα όργανα, φτάνοντας μέχρι το επίπεδο των μεμονωμένων κυττάρων. Το εγχείρημα παρουσιάζεται σε νέα επιστημονική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances.

Η πλατφόρμα, γνωστή ως Human Organ Atlas, δημιουργήθηκε από διεθνή ομάδα ερευνητών και προσφέρει υψηλής ανάλυσης τρισδιάστατες απεικονίσεις οργάνων όπως ο εγκέφαλος, η καρδιά, οι πνεύμονες, τα νεφρά και το ήπαρ. Στόχος είναι να προσφέρει έναν νέο τρόπο κατανόησης της ανθρώπινης ανατομίας αλλά και των μηχανισμών που σχετίζονται με διάφορες ασθένειες.

Δεκάδες όργανα και εκατοντάδες τρισδιάστατα δεδομένα

Μέχρι σήμερα ο Άτλαντας περιλαμβάνει απεικονίσεις από 56 όργανα και συνολικά 307 ολοκληρωμένα τρισδιάστατα σύνολα δεδομένων, τα οποία προέρχονται από 25 δότες. Τα δεδομένα καλύπτουν έντεκα διαφορετικούς τύπους οργάνων, ανάμεσά τους:

• εγκέφαλος
• καρδιά
• πνεύμονες
• νεφρά
• ήπαρ
• παχύ έντερο
• σπλήνας
• πλακούντας
• μήτρα
• προστάτης
• όρχεις

Η πρόσβαση στον ψηφιακό άτλαντα γίνεται εύκολα μέσω ενός απλού προγράμματος περιήγησης στο διαδίκτυο, χωρίς να απαιτείται ειδικό λογισμικό.

Πρωτοποριακή τεχνολογία απεικόνισης

Οι εικόνες δημιουργήθηκαν χάρη σε μια προηγμένη τεχνική απεικόνισης που ονομάζεται Hierarchical Phase-Contrast Tomography (HiP-CT). Η τεχνολογία αυτή αναπτύχθηκε στο ερευνητικό κέντρο European Synchrotron Radiation Facility στη Γκρενόμπλ, σε συνεργασία με το University College London και διεθνή ομάδα επιστημόνων.

Η μέθοδος αξιοποιεί την πηγή σύγχροτρον τέταρτης γενιάς Extremely Brilliant Source, η οποία είναι έως και 100 δισεκατομμύρια φορές πιο φωτεινή από τους συμβατικούς αξονικούς τομογράφους που χρησιμοποιούνται στα νοσοκομεία.

Χάρη σε αυτή την τεχνολογία, οι ερευνητές μπορούν να σαρώσουν ολόκληρα ανθρώπινα όργανα εκτός σώματος χωρίς να τα καταστρέψουν και στη συνέχεια να «μεγεθύνουν» τις εικόνες μέχρι σχεδόν το επίπεδο των κυττάρων, με ανάλυση μικρότερη από ένα μικρόμετρο — περίπου 50 φορές λεπτότερη από μια ανθρώπινη τρίχα.

Από την πανδημία COVID-19 στη μελέτη πολλών ασθενειών

Η συγκεκριμένη τεχνική αναπτύχθηκε αρχικά κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID‑19, όταν χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη των πνευμόνων ασθενών που είχαν χάσει τη ζωή τους από τη νόσο.

Οι αναλύσεις αποκάλυψαν άγνωστες μέχρι τότε μικροσκοπικές βλάβες στα αγγεία των πνευμόνων, συμβάλλοντας στην καλύτερη κατανόηση των επιπτώσεων της λοίμωξης. Έκτοτε η τεχνολογία εφαρμόζεται και σε άλλα όργανα, ανοίγοντας νέους δρόμους στη μελέτη πολύπλοκων παθήσεων.

Στόχος ένας πλήρης ψηφιακός χάρτης του ανθρώπινου σώματος

Οι επιστήμονες σχεδιάζουν τα επόμενα χρόνια να επεκτείνουν τη βάση δεδομένων του Άτλαντα με περισσότερα δείγματα, επιπλέον όργανα και νέα εργαλεία ανάλυσης.

Μακροπρόθεσμος στόχος είναι η δημιουργία ενός ολοκληρωμένου ψηφιακού «παραθύρου» στο εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος, το οποίο θα βοηθήσει την ιατρική έρευνα, τη διάγνωση ασθενειών και την εκπαίδευση νέων επιστημόνων.