Согласно исследованию, совместно проведенному исследователями из Weill Cornell Medicine, NewYork-Presbyterian и Нью-Йоркского геномного центра, новый метод может пролить свет на идентичность и активность клеток по всему органу или опухоли с беспрецедентным разрешением.
Метод, описанный 2 января в статье в Nature Biotechnology, регистрирует модели активности генов и присутствие ключевых белков в клетках в образцах тканей, сохраняя при этом информацию о точном местоположении клеток. Это позволяет создавать сложные, насыщенные данными «карты» органов, включая больные органы и опухоли, которые могут быть широко использованы в фундаментальных и клинических исследованиях.
«Эта технология захватывающая, потому что она позволяет нам отображать пространственную организацию тканей, включая типы клеток, клеточную активность и межклеточные взаимодействия, как никогда раньше», — сказал соавтор исследования доктор Дэн Ландау, доцент. доктор медицины в Отделении гематологии и медицинской онкологии, член Онкологического центра Сандры и Эдварда Мейер в Weill Cornell Medicine и ведущий преподаватель Нью-Йоркского центра генома.
Другим старшим соавтором был доктор Марлон Стокиус из 10x Genomics, калифорнийской биотехнологической компании, которая производит лабораторное оборудование для профилирования клеток в образцах тканей. Тремя соавторами были доктор Нир Бен-Четрит, Сян Ню и Ариэль Светт, соответственно, постдокторант, аспирант и техник-исследователь в лаборатории Ландау во время исследования.
Новый метод является частью широких усилий ученых и инженеров по разработке более эффективных способов «видеть» на микроуровне, как работают органы и ткани. Исследователи в последние годы добились больших успехов, особенно в методах профилирования активности генов и других слоев информации в отдельных клетках или небольших группах клеток. Однако эти методы обычно требуют растворения тканей и отделения клеток от их соседей, так что информация об исходном расположении профилированных клеток в тканях теряется. Новый метод также фиксирует эту пространственную информацию с высоким разрешением.
Метод, называемый пространственным секвенированием белков и транскриптомов (SPOTS), частично основан на существующей технологии 10x Genomics. В нем используются стеклянные предметные стекла, которые подходят для визуализации образцов тканей с помощью обычных методов патологии на основе микроскопа, но также покрыты тысячами специальных молекул-зондов. Каждая из молекул зонда содержит молекулярный «штрих-код», обозначающий ее двумерное положение на предметном стекле. Когда образец тонко срезанной ткани помещается на предметное стекло и его клетки становятся проницаемыми, молекулы-зонды на предметном стекле захватывают информационные РНК (мРНК) соседних клеток, которые по существу являются транскриптами активных генов. Метод включает в себя использование дизайнерских антител, которые связываются с интересующими белками в ткани, а также связываются со специальными молекулами-зондами. С помощью быстрых автоматизированных методов, исследователи могут идентифицировать захваченные мРНК и выбранные белки и точно сопоставить их с исходными местоположениями в образце ткани. Полученные карты можно рассматривать отдельно или сравнивать со стандартной визуализацией патологии образца.
Команда продемонстрировала ПЯТНА на ткани селезенки нормальной мыши, выявив сложную функциональную архитектуру этого органа, включая кластеры различных типов клеток, их функциональное состояние и то, как эти состояния менялись в зависимости от местоположения клеток.
Подчеркивая потенциал SPOTS в исследованиях рака, исследователи также использовали его для картирования клеточной организации опухоли молочной железы мыши. Полученная карта изображала иммунные клетки, называемые макрофагами, в двух различных состояниях, обозначенных белковыми маркерами: одно состояние активное и борется с опухолью, другое — иммуносупрессивное и образует барьер для защиты опухоли.
«Мы могли видеть, что эти два подмножества макрофагов находятся в разных областях опухоли и взаимодействуют с разными клетками — и что различие в микроокружении, вероятно, определяет их различные состояния активности», — сказал доктор Ландау, который также является онкологом в Нью-Йорке. - Пресвитерианский медицинский центр/Вейл Корнелл.
Такие детали иммунной среды опухоли — детали, которые часто не могут быть разрешены из-за разреженности иммунных клеток в опухолях — могут помочь объяснить, почему некоторые пациенты реагируют на иммуностимулирующую терапию, а некоторые нет, и, таким образом, могут сообщить дизайн будущей иммунотерапии, добавил он.
Эта начальная версия SPOTS имеет такое пространственное разрешение, что каждый «пиксель» результирующего набора данных суммирует информацию об активности генов по крайней мере для нескольких клеток. Тем не менее, исследователи надеются вскоре сузить это разрешение до одиночных клеток, добавляя другие уровни ключевой клеточной информации, сказал доктор Ландау.
Многие врачи и ученые Weill Cornell Medicine поддерживают отношения и сотрудничают с внешними организациями, чтобы способствовать научным инновациям и предоставлять экспертные рекомендации. Учреждение делает эти раскрытия общедоступными для обеспечения прозрачности. Для получения этой информации см. профиль доктора Ландау .
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен