Komórka to podstawowa jednostka funkcjonalna organizmu. Czy zastanawialiście się kiedyś nad tym, z ilu
komórek składa się ludzki organizm? Czy istnieje możliwość, aby to w ogóle policzyć? Dostępne dane
literaturowe wskazują na bardzo różne liczby, jednak najbardziej rzetelnie liczbę komórek ludzkiego organizmu
oszacowali badacze z instytutu Maxa Plancka w Lipsku. Naukowcy opublikowali w tym roku pracę będącą
wynikiem metaanalizy danych źródłowych z ponad 1500 publikacji dotyczących ludzkich komórek. W sposób
kompleksowy przeanalizowali dane dotyczące ilości komórek oraz ich rozmiarów i masy. Metodyka pracy
pozwoliła na określenie przybliżonej liczby komórek w ludzkim organizmie. Okazało się, że w ciele mężczyzny o
masie ciała wynoszącej 70 kg można znaleźć 36 bilionów komórek, ciało kobiety o masie 60 kg składa się z około
28 bilionów komórek, a organizm 10-latka o masie 32 kg zawiera 17 bilionów komórek. Szacunkowe liczby
uzyskano bazując na danych dotyczących około 400 podstawowych typów komórek.
Badacze poszli jednak o krok dalej i przeanalizowali ponad 1200 typów komórek pochodzących z różnych
tkanek pod kątem ich rozmiarów oraz szacunkowej masy. Przy okazji analiz okazało się, że skumulowana masa
komórek różniących się rozmiarami jest mniej więcej taka sama. Odkrycie to zaskoczyło badaczy. Gdyby
komórki zostały pogrupowane według wielkości, każda grupa komórek miałaby podobny udział w całkowitej
masie ciała. Te wzorce sugerują istnienie kompromisu w całym organizmie między wielkością i liczbą komórek.
Naukowcy udostępnili też on-line bardzo przydatne narzędzie z prostym interfejsem dzięki któremu można
przyjrzeć się szczegółowym informacjom na temat masy i wielkości komórek wchodzącym w skład
poszczególnych tkanek i organów – link do narzędzia: https://humancelltreemap.mis.mpg.de/

Warto zadać pytanie czy wiemy z ilu typów komórek składa się człowiek. Odpowiedź wcale nie jest taka
oczywista, a badania w tym temacie trwają. Konsorcjum o nazwie Human Biomolecular Atlas Program
(HuBMAP) stworzyło atlasy komórkowe dla ludzkiego jelita, nerki i łożyska, które umożliwiają analizę
organizacji tkanki z niespotykaną dotąd precyzją. https://hubmapconsortium.org/about/
Do zbudowania dorosłego organizmu człowieka potrzebne są biliony komórek, a sposób, w jaki te komórki
współdziałają, łączą się i układają w tkanki, ma bezpośredni wpływ na nasze zdrowie. HuBMAP (Program Atlasu
Biomolekularnego Człowieka) opracowało technologie analizy molekularnej oraz narzędzia obliczeniowe,
umożliwiające tworzenie trójwymiarowych map tkankowych oraz konstrukcję atlasu ludzkich komórek. Te
mapy i atlas mogą doprowadzić nas do lepszego zrozumienia, jak relacje między naszymi komórkami wpływają
na nasze zdrowie. W tym roku zestawy danych HuBMAP, wykorzystujące 18 różnych technologii analitycznych
stały się publicznie dostępne. Obejmują one 1 672 publicznie dostępne zestawy danych z tkanek bez
nieprawidłowości histopatologicznych z 14 narządów pochodzących od 180 dawców. Konsorcjum opracowuje
również atlasy komórkowe dla tkanek i narządów pochodzących od pacjentów chorych między innymi na
nowotwory. Porównanie danych od zdrowych i chorych osób wniesie dużą ilość kluczowych informacji dla
zrozumienia podłoża stanów patologicznych.
W lipcowym wydaniu magazynu Nature ukazała się praca dotycząca atlasu komórek budujących ludzkie jelito.
Jelito jest skomplikowanym narządem, który odpowiada za trawienie, wchłanianie składników odżywczych,
uczestniczy w nadzorze immunologicznym, utrzymuje kluczowe relacje symbiotyczne z mikrobiotą i wpływa na
ogólny stan zdrowia. Jelito ma długość ponad dziewięciu metrów, wzdłuż których występują różnice w
strukturze i funkcji. Lokalizacja poszczególnych typów komórek, trajektorie ich rozwoju oraz szczegółowe
programy ekspresji genów komórek prawdopodobnie kształtują te różnice w funkcji. W celu lepszego
zrozumienia tych różnic oceniono organizację pojedynczych komórek, używając zaawansowanych metod
obrazowania, sekwencjonowania RNA i profilowania ekspresji. Uzyskane wyniki opisują złożoność składu
komórek, regulacji i organizacji tego narządu oraz służą jako ważna mapa odniesienia do zrozumienia biologii i
chorób człowieka.
Przy okazji tworzenia atlasu komórek budujących jelito naukowcy odkryli kilka fascynujących faktów. Makrofagi
M1 mają charakter prozapalny i są związane związane z przewlekłymi chorobami zapalnymi, autoimmunizacją
oraz z problemami z gojeniem się ran w jelicie. Podobnie otyłość zwiększa ryzyko zaburzeń przewodu
pokarmowego. Zauważono, że poziom makrofagów M1 ma wysoki współczynnik korelacji ze wskaźnikiem masy
ciała (BMI). Mimo że dawcy nie mieli w historii zaburzeń przewodu pokarmowego, stwierdzono, że osoby z BMI
charakterystycznym dla nadwagi (25–29,9) mają pięciokrotny wzrost poziomu makrofagów M1, a osoby z
otyłością (BMI > 30) mają ośmiokrotny wzrost w porównaniu z osobami o prawidłowej wadze (18,5–25).

Mimo szerokiej wiedzy na temat układu nerwowego wciąż pojawiają się istotne doniesienia na temat jego
budowy i funkcji. Niedawno międzynarodowy zespół badawczy odkrył nowy typ komórek w mózgu człowieka.
Komunikacja multimodalna między astrocytami, a neuronami, kieruje montażem i funkcjonowaniem sieci
neuronalnych. Aby astrocyty mogły komunikować się przez szybkie lokalne uwalnianie glutaminianu, powinny
posiadać aparaturę do egzocytozy zależnej od Ca2+ podobną do neuronów. Jednak istnienie tego mechanizmu
było kwestionowane z powodu niespójnych danych i braku bezpośrednich dowodów na jego poparcie.
Szwajcarscy badacze ponownie przyjrzeli się hipotezie egzocytozy glutaminianu przez astrocyty, biorąc pod
uwagę heterogeniczność molekularną astrocytów i korzystając z podejść molekularnych, bioinformatycznych i
obrazowych, wraz z genetycznymi narzędziami specyficznymi dla komórek nerwowych.
Analizując istniejące bazy danych z sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek, zidentyfikowano dziewięć
molekularnie różnych klastrów astrocytów w hipokampie, wśród których odkryto znaczącą subpopulację
wyraźnie wyrażającą maszynerię uwalniania glutaminianu, podobną do synaptycznej, i lokalizującą się w
określonych miejscach hipokampa. Zidentyfikowano odpowiadającą jej podgrupę astrocytów, która reaguje na
specyficzne dla astrocytów stymulacje subsekundowymi zdarzeniami uwalniania glutaminianu. Przez szybkie
uwalnianie glutaminianu, astrocyty mogą kontrolować pobudliwość, plastyczność i synchroniczną aktywność
sieci synaptycznych, jednocześnie przyczyniając się do ich dysregulacji w stanach neuropsychiatrycznych.
Jak widać cały czas poznajemy skład komórkowy naszego organizmu. Okazuje się, że dużo do zrobienia jest
również na polu badań podstawowych dotyczących samej budowy komórki. Obecnie to sztuczna inteligencja
odkrywa nieznane składniki ludzkich komórek. Nowo opracowana technologia oparta na sztucznej inteligencji
odkryła nieznane wcześniej struktury znajdujące się w naszych komórkach, które mogą dostarczyć nowych
wskazówek na temat rozwoju człowieka i trapiących go chorób. Zdaniem badaczy może to być przełom w
medycynie.
Komórka to struktura wieloskalowa o modułowej organizacji. Badacze, wykorzystując możliwości sztucznej
inteligencji, stworzyli zintegrowaną i hierarchiczną mapę architektury ludzkiej komórki. Mapa o nazwie MuSIC
(multi-scale integrated cell) rozróżnia 69 zorganizowanych kompleksów białkowych, z których około połowa,
według obecnej wiedzy, pozostawała nieudokumentowana. Przykładowo, mapa ujawniła nieznany kompleks
białek zaangażowanych w processing pre-rybosomalnego RNA co jest istotne z punktu widzenia składania
rybonukleoproteinowego kompleksu rybosomalnego, kluczowego dla syntezy białek w komórce.
Niedawno scharakteryzowano udział komórek odpornościowych w ludzkim ciele i podano ich łączną masę.
Wyniki pokazują, że system odpornościowy “przeciętnej” osoby składa się z około 1,8 biliona komórek,
ważących około 1,2 kg. Zespół odkrył, że 73-kilogramowy mężczyzna w wieku między 20 a 30 lat miałby około
1,8 biliona komórek odpornościowych o łącznej masie 1,2 kg. 60-kilogramowa kobieta w tym samym wieku ma
1,5 biliona komórek odpornościowych ważących 1 kg. Liczba komórek układu immunologicznego, w przypadku
10-letniego dziecka, wynosi około 1 biliona, a całkowita ich masa jest szacowana na około 0,6 kg. Limfocyty
stanowią 40% całkowitej liczby komórek odpornościowych i 15% ich masy. Podobnie, neutrofile stanowią
porównywalne proporcje. Co ważne, makrofagi stanowią 10% komórek odpornościowych, ale odpowiadają za
prawie 50% całkowitej masy komórkowej ze względu na ich duży rozmiar.