Um novo método pode iluminar as identidades e atividades das células em um órgão ou tumor em uma resolução sem precedentes, de acordo com um estudo coordenado por pesquisadores da Weill Cornell Medicine, NewYork-Presbyterian e do New York Genome Center.

O método, descrito em 2 de janeiro em um artigo na Nature Biotechnology , registra os padrões de atividade genética e a presença de proteínas-chave nas células em amostras de tecido , enquanto retém informações sobre as localizações precisas das células. Isso permite a criação de "mapas" complexos e ricos em dados de órgãos, incluindo órgãos doentes e tumores, que podem ser amplamente úteis em pesquisas básicas e clínicas .

"Esta tecnologia é empolgante porque nos permite mapear a organização espacial dos tecidos, incluindo tipos de células, atividades celulares e interações célula-a-célula, como nunca antes", disse o co-autor sênior do estudo Dr. Dan Landau, professor associado de medicina na Divisão de Hematologia e Oncologia Médica e membro do Centro de Câncer Sandra e Edward Meyer da Weill Cornell Medicine e membro do corpo docente do New York Genome Center.

O outro co-autor sênior foi o Dr. Marlon Stoeckius, da 10x Genomics, uma empresa de biotecnologia com sede na Califórnia que fabrica equipamentos de laboratório para o perfil de células em amostras de tecido. Os três primeiros autores foram o Dr. Nir Ben-Chetrit, Xiang Niu e Ariel Swett, respectivamente um pesquisador de pós-doutorado, aluno de pós-graduação e técnico de pesquisa no laboratório Landau durante o estudo.

O novo método faz parte de um amplo esforço de cientistas e engenheiros para desenvolver melhores formas de "ver" em microescala como os órgãos e tecidos funcionam. Nos últimos anos, os pesquisadores fizeram grandes avanços, particularmente em técnicas para traçar o perfil da atividade genética e outras camadas de informação em células individuais ou pequenos grupos de células. No entanto, essas técnicas normalmente requerem a dissolução dos tecidos e a separação das células de seus vizinhos, de modo que as informações sobre as localizações originais das células perfiladas dentro dos tecidos sejam perdidas. O novo método também captura essas informações espaciais e em alta resolução.

O método, chamado Spatial Protein and Transcriptoma Sequencing (SPOTS), é baseado em parte na tecnologia 10x Genomics existente. Ele usa lâminas de vidro que são adequadas para amostras de tecido de imagem com métodos de patologia baseados em microscópio comuns, mas também são revestidas com milhares de moléculas de sonda especiais. Cada uma das moléculas da sonda contém um "código de barras" molecular denotando sua posição bidimensional na lâmina. Quando uma amostra de tecido em fatias finas é colocada na lâmina e suas células se tornam permeáveis, as moléculas da sonda na lâmina agarram os RNAs mensageiros (mRNAs) das células adjacentes, que são essencialmente os transcritos de genes ativos. O método inclui o uso de anticorpos projetados que se ligam a proteínas de interesse no tecido - e também se ligam às moléculas especiais da sonda. Com técnicas rápidas e automatizadas, os pesquisadores podem identificar os mRNAs capturados e as proteínas selecionadas e mapeá-los com precisão em seus locais originais na amostra de tecido. Os mapas resultantes podem ser considerados sozinhos ou comparados com imagens de patologia padrão da amostra.

A equipe demonstrou SPOTS no tecido de um baço de camundongo normal, revelando a complexa arquitetura funcional desse órgão, incluindo agrupamentos de diferentes tipos de células , seus estados funcionais e como esses estados variavam com a localização das células.

Destacando o potencial do SPOTS na pesquisa do câncer , os pesquisadores também o usaram para mapear a organização celular de um tumor de mama em camundongos. O mapa resultante mostrava células imunológicas chamadas macrófagos em dois estados distintos, conforme indicado por marcadores de proteína – um estado ativo e de combate ao tumor, o outro imunossupressor e formando uma barreira para proteger o tumor.

"Pudemos ver que esses dois subconjuntos de macrófagos são encontrados em diferentes áreas do tumor e interagem com diferentes células - e essa diferença no microambiente provavelmente está conduzindo seus distintos estados de atividade", disse o Dr. Landau, que também é oncologista em Nova York. Centro Médico Presbiteriano/Weill Cornell.

"Tais detalhes do ambiente imunológico do tumor - detalhes que muitas vezes não podem ser resolvidos devido à escassez de células imunes dentro dos tumores - podem ajudar a explicar por que alguns pacientes respondem à terapia de reforço imunológico e outros não e, portanto, podem informar o projeto de futuras imunoterapias", acrescentou.

"Esta versão inicial do SPOTS tem uma resolução espacial tal que cada "pixel" do conjunto de dados resultante soma informações de atividade genética para pelo menos várias células. informação celular", disse o Dr. Landau.