Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Universidade Técnica de Munique, da Universidade Helmholtz de Munique e do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique publicou recentemente um estudo importante que apresenta uma estrutura inovadora chamada Moscot (Transporte Ótimo Multicelular Multiômica), que reconstruiu com sucesso a trajetória de desenvolvimento de 1,7 milhão de células embrionárias de camundongos em 20 pontos no tempo. Este estudo, publicado na revista Nature, marca um avanço significativo no campo da genômica unicelular.
A estrutura Moscot foi inspirada na teoria do transporte ótimo do século XVIII, que visa mover objetos de um lugar para outro de forma eficiente. Os pesquisadores conseguiram integrar dados multimodais transformando tarefas de mapeamento e alinhamento biológico em problemas de transporte ótimo e usando uma série de algoritmos consistentes para resolvê-los. Em comparação com métodos anteriores, o Moscot não apenas aumenta a escalabilidade computacional, mas também unifica as aplicações nos domínios temporal e espacial, resolvendo vários desafios críticos atuais na genômica unicelular.
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O principal autor do estudo, Dominik Klein, disse que os métodos tradicionais geralmente fornecem apenas instantâneos limitados de células, sem uma compreensão abrangente das mudanças dinâmicas das células durante o desenvolvimento. Com o Moscot, a equipe de pesquisa conseguiu descrever com mais precisão a trajetória de desenvolvimento do embrião de camundongo e revelar as interações celulares em diferentes espaços e tempos. Por exemplo, em seu estudo sobre o desenvolvimento do pâncreas de camundongos, eles mapearam com sucesso o desenvolvimento de células produtoras de hormônios e descobriram um fator regulador chave, NEUROD2, em células-tronco pluripotentes induzidas humanas. Essa descoberta oferece uma nova perspectiva para a compreensão dos mecanismos subjacentes ao diabetes.
Além disso, a natureza de código aberto do Moscot permite que ele seja usado por uma comunidade de pesquisa mais ampla. A equipe de pesquisa espera que esta estrutura impulsione pesquisas mais profundas sobre os mecanismos da doença, levando a tratamentos mais direcionados.