Dünyanın en büyük ve en kapsamlı normal meme dokusu atlasını oluşturan araştırmacılar, bu atlasın, meme biyolojisini anlamada benzersiz bir yol sunabileceğini ve meme kanseri gibi hastalıklar için tedavi hedeflerini belirlemeye yardımcı olabileceğini belirtiyor. Bu araştırma, insan bedeninin karmaşıklığını çözme çabalarına yeni bir boyut kazandırırken, meme kanseri başta olmak üzere çeşitli meme hastalıklarının tedavisine katkı sağlayabilecek kritik bilgiler sunuyor.

Büyük Bir Proje

İnsan bedeni yaklaşık 200 farklı hücre tipi içerirken, bunların 12'si normal meme dokusunda bulunur. Meme dokusu üzerine yapılan önceki çalışmalar, kansere yol açabilen epitelyal hücreler üzerine yoğunlaşmıştır. Ancak, epitelyal-olmayan hücre tipleri genomik yaklaşımlar kullanılarak derinlemesine incelenmemiştir. Mekansal haritalama teknikleri, dokuların içindeki hücrelerin haritasını oluşturabilme kapasitesine sahiptir

Teksas MD Anderson Kanser Merkezi'nden Kıdemli Araştırmacı Nicholas Navin, “Bu büyük projenin tamamlanmış olmasından dolayı heyecanlıyız,” diyor ve ekliyor: "Çeşitli teknolojilerden yararlanarak, memenin ana bölgelerindeki tüm farklı hücre tiplerini ve hücre durumlarını çok detaylı bir şekilde tanımlayabildik. Bu aracın, meme kanseri ve mastit gibi diğer hastalıkları, ayrıca meme gelişimini ve emzirme başarısızlığını inceleyen herkes için çok yararlı olacağını düşünüyoruz."

28 Haziran 2023'te Nature dergisinde sonuçları yayımlanan bu dikat çekici proje, insan vücudundaki her organ sistemi için hücresel referans haritaları oluşturan global İnsan Hücre Atlası Konsorsiyumu'nun bir parçasıdır.

Çalışmanın Metodolojisi ve Sonuçları

Yeni çalışmada, araştırmacılar, meme küçültme veya mastektomi (memenin alınması) ameliyatı geçiren kadınlardan 220 meme dokusu örneği topladılar ve incelediler. Bu kadınların %46'sı beyaz, %41'i siyah, %7'si ise İspanyol kökenli idi ve %6'sının etnik kökeni bilinmiyordu.

İnsan Meme Hücre Atlası'nı oluşturmak için, çalışmaya katılan 126 kadından toplam 714 bin hücreyi tek hücreli ve mekansal genomik yöntemlerle profillendirdiler.

Çalışmanın İş Akışı Şeması: Farklı kaynaklardan meme dokusu örneklerinin toplandığı İnsan Meme Dokusu Atları projesine genel bakış ve iş akışı, ardından tek hücreli ve tek çekirdekli RNA dizilemesi (10x Genomics) ve ayrıca CODEX (Akoya Biosciences), uzamsal transriptomikler (Visium 10x) kullanılarak uzamsal analiz Genomics) ve smFISH (Resolve Biosciences ve Vizgen Merscope). 

insan meme kanseri atlası projesi

Araştırmacılar, 12 ana hücre tipi kümesini – üç tür epitelyal hücre, lenfatik hücreler, vasküler hücreler, T hücreleri, B hücreleri, miyeloid hücreler, adipositler, mast hücreleri, fibroblastlar ve perivasküler hücreler dahil olmak üzere – ayrıntılı olarak sınıflandırdı.

Aşağıda, yetişkin insan memesinin anatomisinin resmi ve meme dokusundaki ana hücre tiplerini gösteren patolojik H&E incelemesi. 

meme dokusunun hücre tipleri nelerdi

Ayrıca, etnik köken, yaş, vücut kitle indeksi (VKİ), obezite, menopoz durumu, hamilelik ve sağlıklı kadınların doğum sayılarına dayanan farklılıklar da dahil olmak üzere 58 biyolojik hücre durumu belirlendi.

Mekansal haritalama teknikleri, araştırmacılara örneklerin RNA ve protein bileşimine bakma ve farklı hücre tiplerinin nerede ve nasıl yerleştiğini anlama imkanı sağladı. Bu teknikler, meme içindeki dört ana bölgede – süt üreten lobüler bölgeler, sütü taşıyan duktal bölgeler, fibroblastlardan oluşan bağ dokusu ve çoğunlukla yağ dokusundan oluşan adipöz bölgeler – bilinen hücre tiplerinin ve yeni hücre durumlarının bileşimini çözdü.

Beklenenden Daha Fazla Bağışıklık Hücresi

Araştırmacılar, normal dokuda az sayıda bağışıklık hücresi bulunacağını tahmin etmişlerdi. Ancak, normal meme dokusundaki tüm hücrelerin %16.7'sinin, myeloid hücreler, doğal öldürücü T hücreleri ve B hücreleri gibi bağışıklık hücrelerinden oluştuğunu keşfettiler. Ayrıca, bu bağışıklık hücreleri, dört büyük doku bölgesinden üçünde esas olarak kanallar ve lobüller etrafında yer almaktaydı.

Araştırmacılar ayrıca, perivasküler hücrelerin—perisitler ve vasküler düz kas hücrelerinin dahil olduğu—beklenmedik derecede yüksek bir oranını (%7.4) buldular.

Aşağıda, insan meme dokusundaki farklı hücre tiplerinin alt tipleri (BioRender kullanılarak oluşturulan denogram).

insan meme dokusundaki ana hücre tiplerinin alt tipleri

Daha da ileri giderek, araştırmacılar meme dokusu kompozisyonunda ve hücre durumlarında, etnisite, yaş ve menopoz durumuna bağlı olarak önemli farklılıklar ortaya koydular. Örneğin, Siyah kadınlar, agresif meme kanseri alt türleri olan üçlü-negatif meme kanseri ve inflamatuar meme kanserinden orantısız bir şekilde etkilenirken, bu eşitsizliklerin altında yatan nedenler hakkında çok az bilgi bulunmaktadır.

Araştırmacılar, 50 yaşından büyük kadınların meme dokusunda, daha genç kadınlara kıyasla, önemli farklılıklar keşfettiler. Ayrıca menopoz durumuna bağlı olarak hücre durumlarında da farklılıklar buldular. Obezite, VKİ, gebelik durumu ve meme yoğunluğu da hücre türleri ve hücre durumlarındaki değişimlerde daha küçük farklılıklar göstermiştir.

Sonuçlar

Araştırmacılar, bu hücre durumlarının birçoğunun işlevsel rolünü daha iyi anlamak ve insan meme biyolojisi ve hastalığı hakkındaki bilgiyi önemli ölçüde ilerletebilecek diğer faktörlere odaklanmak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulabileceğini vurguluyorlar. Örneğin, farklı bağışıklık hücrelerinin incelenmesi, bazı meme kanseri alt tipleri için daha etkili immünoterapiler geliştirmeye yardımcı olabilir ve bağışıklık hücrelerinin meme kanseri ilerlemesindeki rolünü tanımlayabilir.

Bu İnsan Meme Hücre Atlası projesi devam etmektedir ve veri setlerini geliştirmek ve genişletmek için aktif olarak katılımcılar aramaktadır. Veriler serbestçe kullanılabilir ve navinlabcode.github.io adresinden erişilebilir.