2017 yılında Deanne Taylor, ofisine sadece kısa bir yürüyüş mesafesinde olan Pennsylvania Üniversitesi'ndeki bir sunuma katıldı. Bir araştırmacı, insan vücudundaki her hücreyi haritalandırmayı amaçlayan iddialı bir proje olan İnsan Hücre Atlası'nı tanıtmak için oradaydı. Taylor bu durum karşısında önce şoke oldu, ardından endişelendi. Detaylar ortaya çıktıkça, proje araştırmacılarının yalnızca yetişkinleri incelemek için plan yaptığını keşfetti. "İşte o zaman benim küçük alarmım çaldı" diyor. "Yine mi."
Üç yıl önce Philadelphia Çocuk Hastanesi'nin (CHOP) biyoenformatik direktörü olarak katıldığından beri, Taylor çocuklara odaklanan tıbbi araştırmalara yapılan yatırım eksikliğinden hayal kırıklığına uğramıştı. Hakim görüşün, çocukların tam olarak küçük yetişkinler olduğu yönünde olduğunu söylüyor. Oysa öyle değiller. Çocukların hücreleri, genleri ifade etme biçimleriyle, yani genleri açıp kapatmaları veya aktivite düzeylerini değiştirmeleriyle yetişkinlerden farklılık gösterir. Bu farklılıklar, yetişkinlerin iyi tolere ettiği ilaçlara karşı tamamen farklı ve hatta ölümcül tepkilere neden olabilir.
2017'deki bu konuşma, Taylor'ın beklediğini bile bilmediği andı. Endişesini hızla bir kampanyaya dönüştürdü, İnsan Hücre Atlası'nın gönüllü ekibine katıldı ve grubun hedeflerini ve planlarını özetleyen bir beyaz kitap için çocuklarla ilgili bir bölüm yazılmasına yardımcı oldu. Ardından projeye katkıda bulunmak üzere hastaneler arası bir pediatrik araştırmacı koalisyonu kurdu ve bu alana daha fazla ilgi ve finansman çekmek için bir girişim olan 2019 tarihli bir makaleye öncülük etti. "Bu, bir anlamda yere bir bayrak dikmekti" diyor. "Neden çocukların sağlıklı gelişim modellerine sahip değiliz?"
Şimdiye kadar bu çaba karşılığını verdi. 2021 yılında NIH, sağlıklı pediatrik dokunun ilk kapsamlı veritabanını oluşturmayı amaçlayan büyük bir girişim olan Gelişimsel Genotip-Doku İfadesi Projesi'ne (dGTEx) 38,5 milyon dolarlık bir hibe verdi. Proje, aksi takdirde sağlıklı olan ve aileleri bedenlerini bağışlamayı kabul eden ölmüş çocuklardan toplanan numuneleri bankalıyor ve tüm büyük organ sistemlerindeki genlerin nasıl ifade edildiğini haritalandırıyor. Taylor ve ekibi, aile öyküsü ve numunelerle ilgili ayrıntılar dahil olmak üzere her doku bağışıyla ilişkili bilgileri düzenliyor ve standartlaştırıyor. Ayrı bir grup numunelerin kendisi üzerinde analiz yapıyor ve ardından tüm bilgiler birleştirilerek çocuklarda gen ifadesinin nasıl göründüğüne dair bir temel oluşturan bir veritabanı yaratılıyor. Bu, normal gelişim, hastalık, ilaç etkinliği ve diğer olgular hakkındaki bilgimizi ilerletebilecek araştırmaları mümkün kılmanın ilk adımı.
dGTEx ekibi nihayetinde verilerini, Taylor ve 2019 tarihli makalenin yazarlarından birçok kişi sayesinde artık pediatrik bir bölüm de içeren İnsan Hücre Atlası'na aktaracak.
Taylor'ın birincil sorumluluğu dGTEx için veri toplamak ve düzenlemek olsa da, meslektaşları onun aynı zamanda çeşitli araştırma projelerini bir arada tutan yapıştırıcı güç olduğunu söylüyor. Bu durum, her biri kendi hedeflerinin peşinden giden gevşek bir araştırmacı koalisyonunun katkılarını gerektiren İnsan Hücre Atlası için özellikle önemli. İnsan Hücre Atlası'nın kurucu ortağı Sarah Teichmann, "Deanne büyük resmi gördü ve 'Sadece pediatrik böbreği, pediatrik beyni veya pediatrik bağışıklık sistemini anlamamıza gerek yok. Pediatrik gelişimin bütünsel bir görünümüne ihtiyacımız var' dedi" diye konuşuyor. "Bu disiplinler arası ruhu tam anlamıyla temsil ediyor."
Taylor kariyerini, şimdi teşhis edilmemiş otizm ve DEHB'ye bağladığı tek bir yoğunlukla yönlendirilen "tesadüfi bir yolculuk" olarak tanımlıyor. Beş yaşındayken annesinin tıbbi kitaplarını okumaya başladı. 12 yaşına geldiğinde kütüphaneden fizik kitapları ödünç alıyordu. Fizik ona çözülecek gizemler sundu ve işlerin nasıl yürüdüğünü anlamak istedi.
Taylor 2001 yılında biyofizik alanında doktorasını aldı, ancak o sıralar aktif olan İnsan Genom Projesi'nden ilham alarak yön değiştirdi ve Pfizer'da nadir görülen hastalıklar araştırmalarında karmaşık verileri işlemek için kod yazarak bir doktora sonrası pozisyonuna geçti. Ardından üreme tıbbına geçti ve burada kromozomal anormallikleri taramak için geliştirilen ilk bilgisayar programlarından bazıları üzerinde çalıştı; bu programların birçoğu hala kullanımda.
Bu görünüşte dolambaçlı yola rağmen, Taylor odağının her zaman aynı hastalığın insanları neden farklı etkilediğini anlamak olduğunu söylüyor. İki kişi aynı hastalıkla ilişkili gen varyantını nasıl taşıyabilir ve sadece biri hasta olabilir?
İnsan Hücre Atlası — dGTEx ve diğer projelerden beslenen tüm veriler dahil — araştırmacıların nihayet cevaplar bulmasına yardımcı olabilir. Bu çaba, İnsan Genom Projesi'nin doğal bir uzantısı. 2003 yılında tamamlanan bu girişim, araştırmacıların belirli genleri belirli hastalıklarla ilişkilendirmesine yardımcı oldu. Ancak genomun bir haritası, tüm parçaları olan ama montaj kılavuzu olmayan bir kendin yap kiti gibidir. Hücrelerin her geni vücutta nerede ve nasıl kullandığını söylemez.
Ne de olsa "biz sadece daha büyük çocuklarız" diyor Taylor. "Pediatrik tarafı görmezden gelerek, bence insanlar insan hastalığında bir müdahale penceresini kaçırıyorlar."
Bunun için genlerin nasıl ifade edildiğini bilmeniz gerekir. Gen ifadesi genellikle vücutta doku oluşturmak veya sinyal göndermek gibi belirli bir işi yapan bir protein üretmeyi içerir. Yaşamımız boyunca büyük ölçüde aynı kalan DNA'nın aksine, DNA'daki genlerin ifade edilme biçimi biz geliştikçe değişir.
Gen ifadesindeki farklılıklar, bir tedavinin işe yarayıp yaramayacağını veya yardımcı olmaktan çok zarar verip vermeyeceğini belirleyebilir. Çocuklarda kalp genlerinin ifade edilme biçimi nedeniyle, kemoterapi ilaçları sadece tümörlere değil, aynı zamanda çocukların gelişen kalplerine de saldırabilir ve bu da ömür boyu sürecek hasarlara yol açabilir. Diğer tedaviler tüm vücudu etkileyebilir ve bazen sitokin salınım sendromu adı verilen, geri dönüşü mümkün ancak potansiyel olarak ölümcül bir bağışıklık sistemi reaksiyonunu tetikleyebilir.
dGTEx veritabanı, vücudun yaklaşık 20.000 geninin sağlıklı doku hücrelerinde nasıl çalıştığına dair moleküler bir harita olan çocuklar için gen ifadesi temeli oluşturmayı amaçlıyor. Bu, Taylor'ın yönettiği işbirliklerinden yalnızca biri. Aynı zamanda, ülke çapındaki diğer çalışmalara kayıtlı çocuklardan toplanan hastalıklı dokuları dizileyen Kids First Veri Kaynak Merkezi'nin baş araştırmacısı. Ayrıca, İnsan Hücre Atlası'nı tamamlayan bir kaynak oluşturan ve halihazırda yetişkinler için yaptığı gibi çocukların hücrelerinin 3 boyutlu haritalarını oluşturmak için finansman sağlamaya çalışan HubMAP üzerindeki araştırmacılarla işbirliği yapıyor.
Teichmann, bu tür girişimlerin çocuklara genişletilmesinin önemli olduğunu savunuyor. İnsan gelişiminin büyük bir kısmı çocukluk çağında gerçekleşir; örneğin astrosit adı verilen temel beyin hücreleri ilk beş yılda oluşur ve bağışıklık sistemi ergenlikte olgunlaşır. "Hastalık açısından bakıldığında bu değişiklikleri anlamak gerçekten önemli" diyor. Bireysel hücrelerin nasıl çalıştığına dair ayrıntılı bir görünümün "kesinlikle pediatrik tıbbı değiştireceğini" sözlerine ekliyor.
Taylor, bulmacanın farklı parçalarını katkıda bulunan birden fazla kuruluş arasındaki araştırmacıları koordine ederek dGTEx makinesinin çalışmasına yardımcı oluyor. Bunlara, ölen çocuklardan kısa süre sonra doku numuneleri sağlayan kâr amacı gütmeyen bir grup ve her numunenin kalitesini ve türünü değerlendiren CHOP patolojistleri de dahil. Dokular dondurulur ve gelecekteki araştırmacıların grubun izniyle kullanması üzere saklanır; numuneler ise gen ifadesini analiz eden kâr amacı gütmeyen Broad Institute gibi kuruluşlara gönderilir. Tüm bu adımlarda veri akar ve İnsan Hücre Atlası çabasının nihayetinde yararlanabileceği bilgiler toplanır.
CHOP'ta pediatrik patoloji uzmanı olan Rebecca Linn, bu koordinasyonun "kedileri gütmek gibi" olduğunu söylüyor. "Farklı hedefleri olan o kadar çok birey var ki." Taylor, rolünün önemli bir kısmının katılımcılar arasında arabuluculuk yapmak olduğunu belirtiyor. Bu, örneğin dGTEx'in dokularını kullanmak isteyen araştırmacılara, bir aylık bir bebeğin küçücük testislerini 20 farklı parçaya bölmenin imkansız olduğunu açıklamak anlamına geliyor.
