A Roadmap for the Human Oral and Craniofacial Cell Atlas

Human Cell Atlas Oral and Craniofacial Bionetwork, I. Sequeira, and K.M. Byrd
Journal of Dental Research 2022, Vol. 101(11) 1274–1288

Abstract

Oral and craniofacial tissues are uniquely adapted for continuous and intricate functioning, including breathing, feeding, and communication. To achieve these vital processes, this complex is supported by incredible tissue diversity, variously composed of epithelia, vessels,

cartilage, bone, teeth, ligaments, and muscles, as well as mesenchymal, adipose, and peripheral nervous tissue. Recent single cell and spatial multiomics assays—specifically, genomics, epigenomics, transcriptomics, proteomics, and metabolomics—have annotated known and new cell types and cell states in human tissues and animal models, but these concepts remain limitedly explored in the human postnatal oral and craniofacial complex. Here, we highlight the collaborative and coordinated efforts of the newly established Oral

and Craniofacial Bionetwork as part of the Human Cell Atlas, which aims to leverage single cell and spatial multiomics approaches to first understand the cellular and molecular makeup of human oral and craniofacial tissues in health and to then address common and

rare diseases. These powerful assays have already revealed the cell types that support oral tissues, and they will unravel cell types and molecular networks utilized across development, maintenance, and aging as well as those affected in diseases of the craniofacial complex. This level of integration and cell annotation with partner laboratories across the globe will be critical for understanding how multiple variables, such as age, sex, race, and ancestry, influence these oral and craniofacial niches. Here, we 1) highlight these recent collaborative efforts to employ new single cell and spatial approaches to resolve our collective biology at a higher resolution in health and disease, 2) discuss the vision behind the Oral and Craniofacial Bionetwork, 3) outline the stakeholders who contribute to and will benefit from this network, and 4) outline directions for creating the first Human Oral and Craniofacial Cell Atlas.

Una tabella di marcia per l'Atlante Cellulare Orale e Cranio-facciale Umano

I tessuti orali e cranio-facciali si sono adattati in modo univoco per funzioni continue e complesse, come la respirazione, l'alimentazione e la comunicazione. Questi processi vitali, sono supportati da un'incredibile diversità tissutale, variamente composta da epiteli, vasi, cartilagine, ossa, denti, legamenti e muscoli, nonché tessuto mesenchimale, adiposo e nervoso periferico. Recenti studi basati sulla scienza omica applicata a singola cellula alle cellule nella loro localizzazione tissutale (studi spaziali su biopsie), in particolare genomica, epigenomica, transcrittomica, proteomica e metabolomica, hanno evidenziato tipi e stati cellulari noti e nuovi nei tessuti umani e nei modelli animali. Qui, evidenziamo gli sforzi collaborativi e coordinati del nuovo Oral e Craniofacial Bio-network come parte dell'Atlante delle cellule umane, che mira a sfruttare gli approcci multiomici per comprendere la composizione cellulare e molecolare dei tessuti orali e craniofacciali umani in salute e poi affrontare malattie comuni e rare. Questo livello di integrazione e caratterizzazione cellulare con laboratori partner in tutto il mondo sarà fondamentale per comprendere come molteplici variabili, come età, sesso, razza e ascendenza, influenzino queste nicchie orali e craniofacciali. In questo articolo mettiamo in evidenza questi recenti sforzi collaborativi per applicare nuovi approcci uni-cellulari e tissutali alla comprensione della nostra funzionalità biologica collettiva a una risoluzione più elevata nella salute e nella malattia. Inoltre discutiamo la visione alla base della bio-rete orale e cranio-facciale, delineiamo le parti interessate che possono contribuire e trarre vantaggio da questa rete e esponiamo le indicazioni per la creazione del primo Atlante delle cellule orali e cranio-facciali umane.

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Commento all'articolo

A cura del prof. Cristiano Tomasi Gothenburg

In qualità di Socio potrai ascoltare il podcast con commento in italiano.